Titanium Background
Titan se pojavio kao važan strukturni metal 1950-ih, cijenjen zbog svoje visoke čvrstoće, odlične otpornosti na koroziju i vrhunske otpornosti na toplinu. Legure titana su od tada našle široku primenu u raznim industrijama. Mnoge zemlje širom svijeta prepoznaju značaj materijala od legura titanijuma, ulažući u istraživanje, razvoj i praktičnu primjenu. Titan, element IVB grupe u periodnom sistemu, podseća na čelik i ima tačku topljenja od 1.672 stepena, što ga svrstava u vatrostalni metal. Titanijum je relativno bogat u Zemljinoj kori, nadmašujući uobičajene metale kao što su Cu, Zn, Sn i Pb. Kina posjeduje bogate resurse titanijuma, a samo regija Panzhihua ima ogromne rezerve, uključujući oko 420 miliona tona metala titanijuma povezanog sa velikim nalazištima vanadij-titanijum magnetita, što se približava ukupnim identifikovanim rezervama titanijuma u inostranstvu. 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), niskotemperaturne legure i specijalne legure (kao što su titan-gvožđe materijali za skladištenje vodika i legure memorije titan-nikl).
Proces proizvodnje titanskih šipki
1. Topljenje
Prvi korak u proizvodnji titanijumskih šipki je topljenje. Ovaj proces obično koristi ili metodu elektrolize rastaljene soli ili metodu hidridne termalne redukcije. Metoda elektrolize rastaljene soli omogućava jednostavnu proizvodnju ingota visoke čistoće i šipki složenog oblika, ali dolazi s većim troškovima. S druge strane, metoda hidridne termičke redukcije proizvodi visokokvalitetne titanijumske materijale, iako sa nižom proizvodnom efikasnošću.
2. Casting
Nakon topljenja metala titanijuma, može se direktno liveti u gredice koje se dalje obrađuju. Ova metoda omogućava masovnu proizvodnju prethodno oblikovanih šipki; međutim, čistoća materijala ponekad možda ne ispunjava zahtjeve za primjenu visoke preciznosti.
3. Toplinska obrada
Toplinska obrada je ključni korak u preradi titanijumskih materijala. Zagrijavanje i držanje na povišenim temperaturama može poboljšati strukturu zrna, poboljšavajući mehanička svojstva i otpornost na koroziju titanijumskih materijala. Posebno za štapove od titanijuma visoke čvrstoće, toplotna obrada je neophodna jer njihova zatezna čvrstoća tokom obrade može biti neadekvatna dok se ne podvrgnu termičkoj obradi.
4. Mašinska obrada
Mašinska obrada je završni korak u proizvodnji titanijumskih šipki. Obrada titanijuma predstavlja izazove zbog njegovih svojstava uključujući dobru toplotnu provodljivost, visoku duktilnost i poteškoće u mašinskoj obradi. Za postizanje rezultata visoke preciznosti potrebni su specijalizirani alatni strojevi i alati za sečenje, uz odgovarajuće parametre rezanja i rashladno sredstvo.
Aplikacije i budući izgledi
Titanijumski materijali se široko koriste u vazduhoplovstvu, medicinskim uređajima, proizvodnji automobila, hemijskoj industriji, između ostalog, zbog svojih jedinstvenih fizičkih i hemijskih svojstava kao što su visoka čvrstoća, odlična otpornost na koroziju, otpornost na visoke temperature i lagane karakteristike. Sa napretkom u tehnologiji i novim procesima, očekuje se da će titanijumski materijali nastaviti da igraju vitalnu ulogu u budućim primenama, posebno u novim tehnologijama i aplikacijama visokih performansi.
