Titanlegering--Tåler varmen fra rommet og hjelper bein å vokse når de implanteres i kroppen - Blogg

Det er et metall som må tåle timers eksponering for flammer som overstiger 1000 grader Celsius i en høyde på 10.000 meter uten å deformeres; men det må også forbli stille innebygd i en menneskekropp i flere tiår uten å bli avvist, korrodert eller løsnet. Disse to scenariene krever nesten motsatte kvaliteter fra et materiale. Den ene krever ekstrem høy-temperaturstyrke, mens den andre krever langsiktig-kompatibilitet med levende vev. Likevel peker de begge på det samme metallet-titanlegering.

Her er spørsmålet: Hvorfor er det noen titanlegeringer som brukes i motorer, mens andre brukes i menneskekroppen?

Svaret finnes ikke i det periodiske systemet, men ligger i den usynlige "strukturen" i dem.

I. Styrken til titan: Lett, sterk og holdbar

For å forstå hvorfor titanlegeringer brukes på tvers av så mange felt, må vi først se på deres "fabrikkinnstillinger". En av de mest fascinerende aspektene ved titan er at den kombinerer flere fordeler som vanligvis er i konflikt med hverandre: den har en tetthet betydelig lavere enn stål, men dens styrke konkurrerer med mange konstruksjonsstål; den er-korrosjonsbestandig og forblir stabil i mange tøffe miljøer; og den tåler fortsatt belastning ved moderat høye temperaturer.

Enda viktigere, rent titan har evnen til å "transformere". Ved lave temperaturer er atomene ordnet i en tett-sammensatt struktur; når temperaturen stiger over et visst kritisk punkt, bytter den til et annet arrangement. I materialvitenskap kalles førstnevnte fasen, og sistnevnte kalles fasen. Nesten alle titans hemmeligheter er innkapslet i disse to bokstavene: gir stabilitet og seighet, samtidig som den tilbyr formbarhet og potensial.

II. TI6AL4V: «Big Brother» som gjør alt-og gjør alt godt Hvis du bare kunne huske ett navn fra titanlegeringsfamilien, ville det mest sannsynlig vært TI6AL4V. Den tilhører kategorien + to-titaniumlegering, som inneholder både en stabil fase og en passende mengde fase. Denne "halvt{10}}og{11}}en halv"-konfigurasjon resulterer ikke i middelmådighet, men snarere en sjelden balanse: tilstrekkelig styrke, anstendig duktilitet, relativt god bearbeidbarhet og stabil generell ytelse. Suksessen til TI6AL4V stammer ikke fra å utmerke seg på et enkelt aspekt, men snarere fra å prestere jevnt over hele linjen.

III. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si: Dykk litt dypere ned i varmen

Standard to-titanlegeringer begynner å "myke" ved en viss temperatur-styrken reduseres, og langvarig eksponering for varme fører til at de gradvis deformeres. For å opprettholde integriteten ved høyere temperaturer er sammensetningen av Gr5 alene utilstrekkelig. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3S er designet spesielt for denne "varmebestandige" applikasjonen. Ved å justere balansen mellom legeringselementer forblir mikrostrukturen mer stabil ved høye temperaturer, noe som gir overlegen motstand mot krypning og mykning.

Kort sagt: Titanlegeringer kalles ofte "universalmetallet", men denne allsidigheten er ikke medfødt. Grunnlaget ligger i en "formskiftende" dupleksstruktur, og potensialet bestemmes av menneskelig kontroll over mikrostrukturen. Fra balanserte duplekslegeringer til varme-bestandige formuleringer, og videre til nære- systemer som maksimerer potensialet, er hvert trinn i denne utvidelsen drevet av et enkelt, enkelt prinsipp: materialet gir mulighetene; resten er opp til oss å flytte grensene.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube