تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم
تیتانیومیک عنصر فلزی مهم با عدد اتمی 22 در جدول تناوبی (دوره چهارم، گروه VB)، دارای درخشش فلزی سفید نقرهای، چگالی 4.507 گرم بر سانتیمتر مربع، نقطه ذوب 1660 درجه و نقطه جوش 3287 درجه است. دارای چندین ویژگی عالی از جمله نقطه ذوب بالا، چگالی کم، استحکام بالا و شکل پذیری خوب است که آن را به یک ماده صنعتی مهم تبدیل می کند.
آلیاژهای تیتانیومانواع جدیدی از آلیاژهایی هستند که بر پایه تیتانیوم با افزودن یک یا چند عنصر دیگر تهیه می شوند. تیتانیوم بسیار واکنش پذیر است و می تواند با اکثر عناصر برهمکنش داشته باشد تا محلول های جامد پیوسته، محلول های جامد محدود، ترکیبات فلزی، ترکیبات کووالانسی و ترکیبات یونی را تشکیل دهد. عناصر آلیاژی می توانند خواص تیتانیوم را با تغییر نقاط تبدیل چندشکل و ترکیبات فاز آن بهینه کنند.
تیتانیومدارای دو آلوتروپ، یعنی -فاز و -فاز، با نقطه تبدیل چندشکلی در حدود 882 درجه. هنگامی که دما کمتر از دمای تبدیل است، تیتانیوم دارای ساختاری شش ضلعی نزدیک-است که به نام (-Ti) شناخته میشود. وقتی دما بالاتر از دمای تبدیل است، تیتانیوم دارای یک ساختار مکعبی مرکز-است که به نام تیتانیوم (-Ti) شناخته میشود.
ساختارهای مختلف آلیاژهای تیتانیوم
آلیاژهای تیتانیومدارای دو فاز اساسی، -فاز و -فاز، و خواص آلیاژهای تیتانیوم تا حد زیادی به ویژگیهای خود فاز و -فاز و همچنین مورفولوژی، اندازه، توزیع و نسبت آنها در آلیاژ بستگی دارد. استحکام -فاز بیشتر از فاز -است و سیستمهای لغزش بیشتری دارد و تغییر شکل پلاستیک را آسانتر میکند. آلیاژهای تیتانیوم با استحکام بالا معمولاً بر اساس فاز - هستند. مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خزش فاز بهتر از -فاز است و آلیاژهای تیتانیوم با دمای بالا معمولاً آلیاژهای -و نزدیک{15}} هستند.
ریزساختار اصلی آلیاژهای تیتانیوم از محلولهای جامد مبتنی بر -Ti--و محلولهای جامد مبتنی بر -Ti-- تشکیل شده است. ماتریس -آلیاژها، آلیاژهای نزدیک- و بسیاری از آلیاژها -محلول جامد است، در حالی که ماتریس -آلیاژها -فاز است. ریزساختار آلیاژهای تیتانیوم عمدتاً به ترکیب آلیاژ، فرآیند تغییر شکل و عملیات حرارتی بستگی دارد، با ساختارهای معمولی ساختار لایه ای (Widmanstätten)، ساختار سبد بافت، ساختار هم محور و ساختار دوبلکس.
