टाइटेनियम, टाइटेनियम मिश्र धातु और शुद्ध टाइटेनियम के बीच क्या अंतर है?
Apr 03, 2024
तीन शर्तें नियमित रूप से भ्रमित क्यों हैं?
शब्द "टाइटेनियम" का उपयोग वाणिज्य में तीन असंबंधित चीजों के लिए किया जाता है: शुद्ध टाइटेनियम धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु, और सजावटी "टाइटेनियम गोल्ड" के रूप में बेची जाने वाली टाइटेनियम नाइट्राइड कोटिंग। टाइटेनियम नाइट्राइड एक कठोर सिरेमिक यौगिक है जिसे भौतिक वाष्प जमाव द्वारा लागू किया जाता है; इसका धात्विक टाइटेनियम के साथ कोई धातु संबंधी संबंध नहीं है, उसी तरह जैसे सफेद रंगद्रव्य के रूप में उपयोग किया जाने वाला टाइटेनियम डाइऑक्साइड बिल्कुल भी धातु नहीं है। व्यावहारिक परिणाम यह है कि खरीद विनिर्देश में सामान्य शब्द "टाइटेनियम" के बजाय उत्पाद प्रपत्र, ग्रेड पदनाम और शासी मानक का उल्लेख होना चाहिए।
शुद्ध टाइटेनियम: संरचना अंतरालीय द्वारा नियंत्रित होती है
व्यावसायिक रूप से शुद्ध (सीपी) टाइटेनियम को लगभग पूरी तरह से इसकी अंतरालीय सामग्री द्वारा परिभाषित किया गया है। ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन और आयरन ताकत बढ़ाते हैं और लचीलापन कम करते हैं, जबकि हाइड्रोजन प्रतिबंधित है क्योंकि यह हाइड्राइड उत्सर्जन को बढ़ावा देता है। चार ग्रेड लगभग सभी औद्योगिक मांग को कवर करते हैं। शीट, स्ट्रिप और प्लेट एएसटीएम बी265 के तहत निर्दिष्ट हैं; एएसटीएम बी348 के तहत बार और बिलेट; एएसटीएम बी338 के तहत कंडेनसर और हीट एक्सचेंजर्स के लिए वेल्डेड और सीमलेस ट्यूब।
| श्रेणी | यूएनएस | विशिष्ट सीमाएँ | न्यूनतम तन्यता ताकत |
|---|---|---|---|
| ग्रेड 1 | R50250 | हे 0.18 अधिकतम, Fe 0.20 अधिकतम | 240 एमपीए |
| ग्रेड 2 | R50400 | हे 0.25 अधिकतम, Fe 0.30 अधिकतम | 345 एमपीए |
| ग्रेड 4 | R50700 | हे 0.40 अधिकतम, Fe 0.50 अधिकतम | 550 एमपीए |
| ग्रेड 5 | R56400 | अल 5.5-6.5, वी 3.5-4.5, ओ 0.20 अधिकतम | 895 एमपीए |
| ग्रेड 7 | R52400 | पीडी 0.12-0.25 | 345 एमपीए |
ग्रेड 1 का चयन वहां किया जाता है जहां ठंडी संरचना सबसे अधिक मायने रखती है, जैसे गहरे {{1}तैयार किए गए कुकवेयर, विस्तारित जाल और बर्स्ट डिस्क। ग्रेड 2 रासायनिक संयंत्र, समुद्री जल पाइपिंग और प्लेट हीट एक्सचेंजर प्लेटों के लिए डिफ़ॉल्ट सामग्री है। ग्रेड 4 ताकत के लिए फॉर्मेबिलिटी का व्यापार करता है। ग्रेड 7 एसिड सेवा को कम करने के लिए पैलेडियम जोड़ता है, और ग्रेड 2 के यांत्रिक मूल्यों को बरकरार रखता है।
मिश्रधातु टाइटेनियम: अल्फा, अल्फा-बीटा और बीटा परिवार
मिश्र धातु जोड़ने से धातु को सख्त करने के बजाय चरण संतुलन बदल जाता है। एल्यूमीनियम और टिन अल्फा चरण को स्थिर करते हैं और रेंगना प्रतिरोध बढ़ाते हैं; वैनेडियम, मोलिब्डेनम, नाइओबियम और क्रोमियम बीटा चरण को स्थिर करते हैं और कठोरता और कमरे के तापमान की ताकत में सुधार करते हैं। ग्रेड 5 (Ti-6Al-4V) वर्कहॉर्स अल्फा-बीटा मिश्र धातु है, जिसका उपयोग एयरफ्रेम, फास्टनरों और सर्जिकल उपकरणों में किया जाता है। Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo जैसे निकट-अल्फा मिश्र धातुओं को कंप्रेसर डिस्क के लिए चुना जाता है जहां सेवा तापमान लगभग 400-500 C तक पहुंच जाता है। Ti-15Mo और Ti-15V-3Cr जैसे बीटा मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है जहां स्ट्रिप फॉर्मेबिलिटी और पतली-गेज ताकत दोनों की आवश्यकता होती है।
जहां सेवा में अंतर दिखता है
संक्षारण प्रतिरोध बिना मिश्रधातु वाले ग्रेडों और अधिकांश अल्फा{0}}बीटा मिश्रधातुओं में लगभग समान है क्योंकि सुरक्षात्मक ऑक्साइड को आधार धातु द्वारा ही पुनर्जीवित किया जाता है; मिश्रधातु मुख्य रूप से ताकत बढ़ाती है। यही कारण है कि हीट एक्सचेंजर टयूबिंग, रिएक्टर लाइनर और डिसेलिनेशन प्लांट ग्रेड 2 से बनाए जाते हैं, जबकि 300 एमपीए से ऊपर डिजाइन तनाव वाले दबाव वाहिकाओं और संरचनात्मक फोर्जिंग को ग्रेड 5 में ले जाया जाता है। फैब्रिकेटर्स को इस तथ्य को भी ध्यान में रखना चाहिए कि ग्रेड 5 गर्मी उपचार पर प्रतिक्रिया करता है और सख्त वेल्डिंग नियंत्रण की मांग करता है, जबकि ग्रेड 1 से ग्रेड 4 तक सरल गैस परिरक्षण के साथ एनील्ड और वेल्डेड आपूर्ति की जाती है।
विशिष्टता और क्रय चेकलिस्ट
मानक, ग्रेड, यूएनएस संख्या, उत्पाद रूप, एनील्ड स्थिति, यांत्रिक परीक्षण आवश्यकताओं और अल्ट्रासोनिक या रेडियोग्राफिक निरीक्षण के लिए स्वीकृति स्तर बताएं। चिकित्सा भागों के लिए, बिना मिश्र धातु वाले ग्रेड ASTM F67 और Ti-6Al-4V के ELI संस्करण को ASTM F136 में खरीदे जाते हैं, जो दोनों औद्योगिक समकक्षों की तुलना में ऑक्सीजन और लोहे पर कड़ी सीमाएं लगाते हैं। सहनशीलता, सपाटता और सतह की स्थिति को अलग से बुलाया जाना चाहिए, क्योंकि पन्नी और पतली पट्टी को प्लेट से अलग तरीके से मापा जाता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
Q:क्या व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम अभी भी एक धातु है?
उत्तर: हाँ. ग्रेड 1 से ग्रेड 4 नियंत्रित अंतरालीय स्तरों के साथ शुद्ध टाइटेनियम धातु हैं; "शुद्ध" शब्द का तात्पर्य जानबूझकर मिश्रधातु के अभाव से है, 99 प्रतिशत से ऊपर रासायनिक शुद्धता से नहीं।
Q:सजावटी व्यापार में "टाइटेनियम सोना" क्या है?
उत्तर: ज्यादातर मामलों में यह पीवीडी द्वारा लगाई गई टाइटेनियम नाइट्राइड कोटिंग है, जो सोने के रंग की घिसी हुई सतह देती है। यह एक सिरेमिक है, धात्विक टाइटेनियम नहीं, और इसे धातु खरीद आदेश पर निर्दिष्ट नहीं किया जाना चाहिए।
Q:समुद्री जल हीट एक्सचेंजर के लिए किस ग्रेड का उपयोग किया जाना चाहिए?
ए: ग्रेड 2 वेल्डेड ट्यूब से एएसटीएम बी338, या ग्रेड 7 जहां कम करने वाले एसिड या उच्च क्लोराइड स्तर मौजूद हैं। दोनों ही स्वयं को ठीक करने वाली ऑक्साइड फिल्म के साथ पर्याप्त शक्ति का संयोजन करते हैं।
Q:क्या संक्षारण सेवा के लिए ग्रेड 5 ग्रेड 2 की जगह ले सकता है?
उत्तर: केवल वहीं जहां उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है। ग्रेड 5 को बनाना और वेल्ड करना कठिन है, और इसका संक्षारण व्यवहार मोटे तौर पर ऑक्सीकरण मीडिया में ग्रेड 2 के समान है, इसलिए परिवर्तन संक्षारण लाभ के बिना लागत जोड़ता है।
Q:कीमत में अंतर कैसे परिलक्षित होता है?
ए: अनअलॉयड ग्रेड 1 और 2 की लागत सबसे कम है क्योंकि उनमें कोई अलॉयिंग तत्व नहीं होते हैं; ग्रेड 5 में वैनेडियम और एल्यूमीनियम का मिश्रण होता है; ग्रेड 7 में पैलेडियम का समावेश होता है और यह सामान्य ग्रेडों में सबसे महंगा है।
Q:क्या बिना मिश्र धातु वाले ग्रेड बनाने के दौरान सख्त हो जाते हैं?
उत्तर: हाँ. सभी टाइटेनियम ग्रेड कठोर बनाने का काम करते हैं, यही कारण है कि मध्यवर्ती एनील्स को ड्राइंग या बेंडिंग पास के बीच डाला जाता है, विशेष रूप से ग्रेड 1 और ग्रेड 2 फ़ॉइल और तार के लिए।
