Pozadina od titana
Titan se pojavio kao važan konstrukcijski metal 1950-ih, cijenjen zbog svoje visoke čvrstoće, izvrsne otpornosti na koroziju i vrhunske otpornosti na toplinu. Legure titana od tada su pronašle široku primjenu u raznim industrijama. Mnoge zemlje u svijetu prepoznaju značaj materijala od legura titana, ulažući u istraživanje, razvoj i praktične primjene. Titan, element skupine IVB u periodičnom sustavu, nalikuje čeliku i ima točku taljenja od 1672 stupnja, što ga svrstava u vatrostalne metale. Titan je relativno bogat u Zemljinoj kori, nadmašujući uobičajene metale poput Cu, Zn, Sn i Pb. Kina posjeduje bogate resurse titana, a sama regija Panzhihua sadrži ogromne rezerve, uključujući približno 420 milijuna tona metalnog titana povezanog s velikim ležištima vanadij-titan magnetita, što se približava ukupnim identificiranim rezervama titana u inozemstvu. Legure titana služe u različite svrhe, uključujući legure otporne na toplinu, legure visoke čvrstoće, legure otporne na koroziju (kao što su legure titan-molibden i titan-paladij), legure na niskim temperaturama i specijalne legure (kao što su titan-željezni materijali za skladištenje vodika i memorijske legure titan-nikal).
Proces proizvodnje titanskih šipki
1. Taljenje
Prvi korak u proizvodnji titanskih šipki je topljenje. Ovaj proces obično koristi ili metodu elektrolize rastaljene soli ili metodu hidridne toplinske redukcije. Metoda elektrolize rastaljene soli omogućuje jednostavnu proizvodnju ingota visoke čistoće i šipki složenog oblika, ali dolazi s višim troškovima. S druge strane, metoda hidridne toplinske redukcije proizvodi visokokvalitetne titanske materijale, iako s nižom proizvodnom učinkovitošću.
2. Lijevanje
Nakon taljenja metalnog titana, on se može izravno lijevati u gredice koje se zatim dalje obrađuju. Ova metoda omogućuje masovnu proizvodnju prethodno oblikovanih šipki; međutim, čistoća materijala ponekad ne može zadovoljiti zahtjeve za visokoprecizne primjene.
3. Toplinska obrada
Toplinska obrada je ključni korak u obradi titanskih materijala. Zagrijavanje i držanje na povišenim temperaturama može poboljšati strukturu zrna, poboljšavajući mehanička svojstva i otpornost na koroziju titanskih materijala. Posebice za šipke od titana visoke čvrstoće, toplinska obrada je neophodna jer njihova obrađena vlačna čvrstoća može biti neadekvatna dok se ne podvrgnu toplinskoj obradi.
4. Strojna obrada
Strojna obrada je posljednji korak u proizvodnji titanskih šipki. Strojna obrada titana predstavlja izazov zbog njegovih svojstava, uključujući dobru toplinsku vodljivost, visoku duktilnost i poteškoće u strojnoj obradi. Za postizanje visoko preciznih rezultata strojne obrade potrebni su specijalizirani alatni strojevi i alati za rezanje, zajedno s odgovarajućim parametrima rezanja i rashladnim sredstvom.
Prijave i budući izgledi
Materijali od titana naširoko se koriste u zrakoplovstvu, medicinskim uređajima, proizvodnji automobila, kemijskoj industriji, između ostalog, zbog svojih jedinstvenih fizičkih i kemijskih svojstava kao što su visoka čvrstoća, izvrsna otpornost na koroziju, otpornost na visoke temperature i karakteristike male težine. S napretkom u tehnologiji i novim procesima, očekuje se da će titanijski materijali nastaviti igrati ključnu ulogu u budućim primjenama, posebice u novim tehnologijama i aplikacijama visokih performansi.
