נכון לעכשיו, הציונים של טיטניום וסגסוגות טיטניום לשימוש תעשייתי מסתכמות ב-30 ~ 40 סוגים. ניתן לחלק את סגסוגות הטיטניום והטיטניום לסגסוגות טיטניום, סגסוגות טיטניום, + סגסוגות טיטניום, סגסוגות ליד טיטניום וסגסוגות ליד טיטניום וכו' בהתאם לארגונים הגבישיים השונים של סגסוגות טיטניום וטיטניום אלו, ניתן לסווג לחמש קטגוריות (ראה טבלה 0-1 לפרטים). עם זאת, ישנם רק כ-10 סוגים של סגסוגות טיטניום הנפוצות במדינות שונות. לדוגמה, על פי צריכת הטיטניום בארה"ב משנת 1979: Ti-6Al-4V היווה 52% מהכמות הכוללת של טיטניום; טיטניום טהור תעשייתי היווה 29%; Ti-5Al-2.5Sn היווה 5%; Ti-6Al-6V-2Sn היווה 6%; Ti-8Mn אחראי<1%; Ti-13V-11Cr-3Al accounted for <1%; Ti-8Al-1Mo-1V accounted for 3%; Ti-6Al-2Sn accounted for <1%; and Ti-6Al-2V accounted for 3% of the total amount of titanium. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo accounted for 2%; Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo accounted for 1%; other titanium alloys accounted for <1%. These titanium alloy products, plate, strip rolled material accounted for 24%; forgings accounted for 39%; rods, wires accounted for 22%; tubes accounted for 14%; castings accounted for 1%. Japan's industrial titanium alloy, industrial pure titanium accounted for more than 90 per cent.
1. טיטניום וסגסוגות טיטניום עמיד בפני קורוזיה
(1) טיטניום תעשייתי טהור תעשייתי המשמש כמספר רב של חומרים עמידים בפני קורוזיה הוא עדיין טיטניום טהור תעשייתי. הסיבה לכך היא טיטניום טהור תעשייתי למי ים, גז כלור רטוב וחמצון, ניטרלי, חלש מפחית ומוסיף מעכבי קורוזיה במדיה מפחיתה עם עמידות טובה בפני קורוזיה; והמאפיינים המכניים הכוללים וביצועי העיבוד הם גם עדיפים; המחיר נמוך מסגסוגת הטיטניום. לכן, רק במקרה של טיטניום טהור תעשייתי לא יכול לעמוד בדרישות של עמידות בפני קורוזיה, לפני השימוש בסגסוגת טיטניום עמידה בפני קורוזיה אחרת. הטיטניום הטהור התעשייתי של סין מחולק לשלוש רמות, כלומר TA1, TA2 ו-TA3. שלושת האלמנטים הטהורים של טיטניום טהור אלה גדלים בהדרגה; וחוזק מכאני וקשיות גם גדלים עם כל רמה. סגסוגת הטיטניום הנפוצה בתעשייה היא TA2, בעלת עמידות בפני קורוזיה מתונה ותכונות מכניות מקיפות. ניתן להשתמש ב-TA3 לדרישות התנגדות לבלאי וחוזק גבוהות יותר, וניתן להשתמש ב-TA1 לתכונות דפוס טובות יותר. לכל הרמות של טיטניום טהור מבחינה תעשייתית יש תכונות עמידות בפני קורוזיה דומות. במקרים מסוימים, במיוחד בחומצות מחמצנות או מפחיתות חזקות, העמידות בפני קורוזיה מופחתת עקב שינויים מתכותיים באזור המושפע מהחום הנגרמים מנוכחות זיהומי ברזל בטיטניום. בתנאים כאלה, תכולת הברזל בטיטניום צריכה להיחשב כלא יותר מ-0.05%.
(2) Ti-(0.15~0.20) סגסוגת Pd לסגסוגת זו יש את שלושת היתרונות הבאים על פני טיטניום טהור מבחינה תעשייתית:
א. שני אמצעים מחמצנים עם עמידות מצוינת בפני קורוזיה; ומדיה מפחיתה חלשה עם עמידות מסוימת בפני קורוזיה. כגון Ti-0.2Pb על עמידות בפני קורוזיה של חומצה חנקתית וטיטניום טהור תעשייתי גם כן; אבל על חומצה הידרוכלורית מדוללת וחומצה גופרתית מדוללת עמידות בפני קורוזיה מאשר טיטניום טהור פי 500 ~ 1000 גבוה יותר.
ב. עמידות טובה יותר בפני קורוזיה. טיטניום טהור תעשייתי רגיש לקורוזיה של חריצים, לעתים קרובות בשל קיומו של ציוד טיטניום במרווח, וכתוצאה מכך קורוזיה מואצת כאן. אם נעשה שימוש ב-Ti-(0.15~0.20)Pd במרווח במקום טיטניום טהור, ניתן לבטל קורוזיה של חריצים.
ג. יכולת ספיגת מימן קטנה, לא קל לייצר שבירות מימן. טיטניום טהור תעשייתי בטמפרטורות גבוהות מסוגל לספוג כמויות גדולות של מימן. במיוחד עבור קורוזיה של מימן אטומי נספג ביתר קלות, וכתוצאה מכך התפרקות מימן. Ti-(0.15 ~ 0.20) משטח Pd שנוצר על ידי סרט התחמוצת הוא בעל עמידות גבוהה בפני חדירת מימן, כך שהיכולת להתנגד להתפרקות מימן מהיכולת של טיטניום טהור תעשייתי היא רבה יותר גדול.
עם זאת, סגסוגת טיטניום זו אינה עמידה בפני קורוזיה בפני מדיה מפחיתה חזקה; והוא מכיל את המתכת הנדירה ויקרה מקבוצת הפלטינה - פלדיום. המאפיינים הפיזיים והמכאניים שלו, ביצועי העיבוד והטיטניום הטהור התעשייתי דומים. נכון לעכשיו עם סגסוגת זו מיוצר מחליף חום, המשמש חומצה הידרוכלורית מדוללת וחומצה זרחתית; בתעשיית הטקסטיל עם ייצור הספינרים שלה; במכשיר אצטלדהיד וחומצה טרפתלית משתמשים גם בסגסוגת זו, כל ציוד טיטניום בטבעת אוגן בטבעת ואטמים בצורת יהלום, תוך שימוש בתוצאות הטובות שלה.
(3) Ti-0.3Mo-0.8Ni סגסוגת טיטניום סגסוגת זו משפרת את העמידות בפני קורוזיה של טיטניום טהור תעשייתי במדיה מפחיתה; והוא שומר על עמידות בפני קורוזיה של טיטניום טהור תעשייתי במדיות מחמצנות כגון חומצה חנקתית וחומצה כרומית. לדוגמה, יש לו עמידות בפני קורוזיה טובה בטמפרטורת החדר 10% חומצה גופרתית, 10% חומצה הידרוכלורית, וריכוז בינוני של חומצה פורמית וחומצת לימון; בעוד טיטניום טהור תעשייתי מומס באופן פעיל במדיה אלה. ויש לו עמידות מצוינת בפני קורוזיה. הוא מכיל פחות אלמנטים סגסוגים; בפרט, הוא אינו מכיל אלמנטים נדירים ויקרים מקבוצת פלטינה (כגון פלדיום וכו'). כתוצאה מכך, הוא יקר ב-10% בלבד מטיטניום טהור מבחינה תעשייתית.
תכונות תהליך העיבוד ותכונות הריתוך שלו קרובות לאלו של טיטניום טהור מבחינה תעשייתית; בעוד החוזק שלו בטמפרטורות של 200-300 מעלות גבוה פי 1.5 עד 2 מזה של טיטניום טהור מבחינה תעשייתית. בגלל היתרונות הללו של סגסוגת זו, היא עשויה להחליף את הטיטניום הטהור התעשייתי במי ים בטמפרטורה גבוהה, במי מלח, בגז כלור רטוב ובמגוון של טמפרטורות גבוהות וריכוז גבוה של כלוריד.
(4) סגסוגת Ti-Mo Ti-32Mo בתמיסת חומצה גופרתית רותחת ו-20% חומצה הידרוכלורית בעלת עמידות בפני קורוזיה מאשר טיטניום טהור תעשייתי השתפרה משמעותית, היא כיום אחת העמידות ביותר בפני קורוזיה של חומרי צמצום. סגסוגת טיטניום. עם זאת, עמידות הקורוזיה שלו במדיה המחמצנת נמוכה מאוד; ובשל תכולת המוליבדן הגבוהה, הסגסוגת הופכת לשבירה וביצועי העיבוד מתדרדרים. על מנת להתגבר על החסרונות של סגסוגת זו עקב תכולת מוליבדן גבוהה, מתווספים ניוביום, ונדיום, זירקוניום ופלדיום על בסיס סגסוגות פאזה טיטניום. כך שסגסוגת זו לא רק שומרת על עמידות בפני קורוזיה מעולה של סגסוגת טיטניום - מוליבדן; ולשפר את ביצועי העיבוד שלהם. לדוגמה, סגסוגת Ti-15Mo-5Zr, לא רק כדי להימנע ממשקעים של סגסוגת Ti-15Mo הנגרמת על ידי התפרקות הסגסוגת, משפרת את ביצועי תהליך העבודה הקר וביצועי הריתוך שלו; אלא גם לשפר את עמידות הקורוזיה שלו. דוגמה נוספת: לסגסוגת Ti-15Mo-0.2Pd יש עמידות טובה בפני קורוזיה גם בחומרי חמצון וגם בחומר מפחית. סגסוגת זו מכילה מספר רב של נקודת התכה גבוהה, משקל סגולי גבוה של מוליבדן, לייצור בקנה מידה תעשייתי ללא הפרדה של זיהומים בהרכב של מטילי סגסוגת אחידים קשה יותר. לכן, השיטה הנוכחית של מטלורגיית אבקה לייצור מוצרי סגסוגת Ti-Mo.
(6) סגסוגת Ti - 2Ni של סגסוגת טיטניום זו כחומרי מבנה של מכשיר התפלה, השימוש בטמפרטורה יכול להיות עד 200 מעלות לערך; וטיטניום טהור תעשייתי יכול להגיע רק ל-121 מעלות בערך. ועמידות החריצים שלו בפני קורוזיה עדיפה על טיטניום טהור תעשייתי. עם זאת, היקף היישום של סגסוגת זו צר בהרבה מזה של סגסוגות מערכת Ti-Pd ו-Ti-Mo. זה רק בחומצה הנמלה, פתרון מגנזיום כלוריד נמס חם עמידות בפני קורוזיה עדיפה על טיטניום טהור תעשייתי; אבל בחומצה הידרוכלורית, עמידות בפני קורוזיה של חומצה גופרתית גרועה יותר מטיטניום טהור. לכן, סגסוגת Ti-2Ni מוגבלת בדרך כלל לשימוש בתמיסת מלח ניטראלית או מפחיתה במידה חלשה.
(7) סגסוגת Ti-6Al-4V (TC4) זוהי סגסוגת טיטניום בשימוש נרחב. עמידות הקורוזיה שלו גרועה במעט מטיטניום טהור תעשייתי, אך עדיין יש לו עמידות משביעת רצון בפני קורוזיה למי ים, חומצות רבות, אלקליות וחומרי מאכל אחרים. יש לו תכונות מכניות מקיפות טובות. עד 400 מעלות, יש חוזק טוב. בתואר -200 עדיין יש גמישות וקשיחות טובה. לסגסוגת זו יש ביצועי עיבוד טובים, יכולה להיות קרה, יצירת חמה; במקרה של מניעת זיהום, זה לתוך הקו דומה נירוסטה, קל להמיס ריתוך והתנגדות ריתוך, יכול להיות מגוון של עיבוד שבבי. וניתן לטפל בחום, לאחר כיבוי פתרון מוצק, יכול לקבל אפקט חיזוק גדול יותר. לכן, סגסוגת זו משמשת בדרך כלל בדרישות של חוזק גבוה או ביצועי עייפות גבוהים של אירועים עמידים בפני קורוזיה; ובגלל סגסוגת זו עמידות החום טובה, יכולה לשמש 450 מעלות מתחת לשימוש להבי מדחס ודיסקים.
(8) סגסוגת Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo סגסוגת זו טובה לעמידה בפני שחיקה וקורוזיה במתח של מי ים בזרימה גבוהה; יחד עם זאת, יש לו קשיחות ויכולת ריתוך טובים, והיא סגסוגת טיטניום טובה לשימוש ימי. 2. סגסוגת טיטניום חוזק תרמי
(1) Ti-5Al-2.5Sn (TA7) לסגסוגת זו רמת חוזק בינונית במצב חישול (חוזק מתיחה של 80 ק"ג - כוח / מ"מ לערך) וגמישות מספקת, ריתוך טוב ביצועים. זה יכול לשמש כחומר מבני לשימוש עד 500 מעלות. ניתן להשתמש בו עד 900 מעלות לפרקי זמן קצרים. הצלחת והמוט שלו בחוזק מתיחה של 350 מעלות יכולים להגיע ל-50 ק"ג - כוח / מ"מ 2; לאחר 100 שעות של כוח מתמשך יכול להגיע ל-45 ק"ג - כוח / מ"מ 2.
2) Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr (TA8) זוהי סגסוגת + מורכבת עם אפקט התקשות משקעים. יש לו חוזק מתיחה גבוה בטמפרטורת החדר (חוזק מתיחה מעל 100 ק"ג-כוח/ממ"ר) ועמידות בחום טובה, והוא יכול לשמש כחומר להבי מדחס ודיסקים הפועלים בטמפרטורות של עד 450 מעלות. החומר יכול לשמש כסגסוגת בעלת חוזק מתיחה גבוה (חוזק מתיחה מעל 100 ק"ג-כוח/ממ"ר). בטמפרטורה זו, חוזק המתיחה של המוט יכול להגיע ל-72 ק"ג - כוח / מ"מ 2; לאחר 100 שעות של כוח מתמשך יכול להגיע ל-70 ק"ג - כוח / מ"מ 2, כוח הזחילה יכול להגיע לק"ג - כוח / מ"מ 2.
3) Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B (TC7) זוהי סגסוגת + עם משקעים מורכבים מפוזרים. לסגסוגת חוזק מתיחה של עד 60 ק"ג-כוח/מ"מ ב-500 מעלות; ובעל יכולת ריתוך טובה. הוא משמש בעיקר בצורה של לוחות וסורגים ברכיבי מנוע מטוסים מתחת ל-500 מעלות.
(4) Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si (TC9) זהו כרגע השימוש הביתי בסגסוגת טיטניום עמידה יותר בחום ב-450 ~ 500 מעלות. יש לו רמת חוזק גבוהה; ובעל תכונות מכניות טובות בטמפרטורה גבוהה ויציבות תרמית. חוזק המתיחה בטמפרטורת החדר יכול להגיע ל-110 ק"ג - כוח / מ"מ 2 לערך, חוזק המתיחה ב-500 מעלות מתחת לחוזק המתיחה לשמירה ב-85 ק"ג - כוח / מ"מ לערך ולאחר 100 שעות של חוזק מתמשך יכול להגיע ל-62 ק"ג - כוח / מ"מ 2. אז סגסוגת זו יכולה לשמש ב-500 מעלות למשך זמן רב.
(5) סגסוגת BT25 זוהי מערכת Ti-Al-Zr-Sn-Mo-W-Si של דפורמציה של סגסוגת הטיטניום המחוזקת בחום, שייכת לסוג המרטנסיטי + סגסוגת טיטניום דו פאזי. הסגסוגת לאחר 950 ~ 970 מעלות, 1 שעה, מקורר אוויר +560 מעלות, 6 שעות, טיפול חום מקורר אוויר, המאפיינים המכניים בטמפרטורת החדר וכתוצאה מכך 500 מעלות, 100 שעות של יציבות תרמית של הטובים ביותר. חוזק המתיחה בטמפרטורת החדר הוא 105 ק"ג-כוח/מ"מ; כאשר הטמפרטורה מוגברת ל-550 מעלות חוזק המתיחה הוא כ-80~85 kg-force/mm2, וב-600 מעלות הוא 66~78 kg-force/mm2. מגבלת העייפות לבסיס מחזורי של 2X107: 50~52 kg -force/mm2 בטמפרטורת החדר; וב-500 מעלות זה 40~42 kg-force/mm2 ב-450 מעלות חימום עד 10,000 שעות ב-500 מעלות, 6,000 שעות ב-500 מעלות, ו-3,{{52 }} שעות ב-550 מעלות, לכולם יש יציבות תרמית מספקת. אז ניתן להשתמש בסגסוגת זו ב-550 מעלות. וביצועי הריתוך והפלסטיות של התהליך טובים, הוא ייצור של חלקי מנוע לחץ מהחומר האידיאלי.
3. סגסוגת טיטניום לטמפרטורה נמוכה
(1) Ti - 13V - 11Cr - 3בכל סגסוגת הטיטניום הזו ב-- 100 דרגות למטה, המשיכות שלה החלה להצטמצם באופן משמעותי, ולכן ניתן להשתמש בה בתור {{5} } תואר כאשר החומרים המבניים. ב--100 מעלות, התארכותו היא בערך 16%; חוזק מתיחה של כ-130 ק"ג - כוח / מ"מ 2.
(2) Ti-6Al-4V (ELI) סגסוגת טיטניום אלמנט נמוכה זו יכולה לשמש כחומר מבני לציוד המשמש ב--200 מעלות מכיוון שההתארכות שלו רק מתחילה לרדת באופן משמעותי ב--200 תואר. עם זאת, ב--200 מעלות, לסגסוגת טיטניום זו חוזק מתיחה של כ-130 ק"ג-כוח/ממ"ר. עם זאת, ב--200 מעלות, ההתארכות של סגסוגת זו היא רק כ-10 אחוזים. יש לציין את השימוש בסגסוגת זו בטמפרטורות נמוכות.
(3) Ti-5Al-2.5Sn (ELI) סגסוגת טיטניום אלמנט נמוכה מרווח זה ב--250 מעלות מתחת, ההתארכות שלה עדיין לא חלו שינויים ברורים, נשארת בערך 15%, בעוד חוזק המתיחה עלה ליותר מ-140 ק"ג - כוח / מ"מ 2. על מנת לשמור על ביצועים טובים בטמפרטורות נמוכות של סגסוגת זו, יש לשלוט בקפדנות על תכולת האלמנטים הביניים שלה. כגון תוכן הברזל צריך להיות נשלט מתחת ל-0.25%; תכולת החמצן צריכה להיות פחות מ-0.12%; תכולת יסודות ביניים אחרים (מימן, חנקן, פחמן) צריכה להיות גם נמוכה מהתוכן של סגסוגות רגילות.
(4) טיטניום תעשייתי טהור (TA1, TA2) שני סוגים אלו של טיטניום תעשייתי טהור בתכולת הברזל של 0.095%, תכולת החמצן של 0.{{9} }8%; תכולת מימן של 0.0009%; תכולת חנקן של 0.0062%, חוזק המתיחה של -269 מעלות ב-65 ~ 80 ק"ג - כוח / מ"מ 2, בערך פי שניים מחוזק המתיחה בטמפרטורת החדר. התארכותו מופחתת מ-50% בטמפרטורת החדר ל-40%, אך עדיין בעלת משיכות גבוהה. לכן, שני טיטניום טהור תעשייתי אלה יכולים לשמש כ--253 מעלות מתחת לחומרים בטמפרטורה נמוכה.
4. חומרים פונקציונליים מיוחדים על בסיס טיטניום
(1) המכיל 50% טיטניום ניוביום - סגסוגת מוליכת-על טיטניום, ב--4K עם תכונות מוליכות-על. סגסוגת מוליך-על זו החלה להשתמש בתעשייה.
(2) המכיל 50% טיטניום ניקל - סגסוגת טיטניום בעלת אפקט זיכרון צורה משמעותי. סגסוגת זו שימשה בהצלחה באנטנה המתפשטת בתעופה וחלל, בתעשיית התעופה, בסיכה למתיחה עצמית, במפרקי צינור שמן, במסמרות זיכרון, כמו גם בציוד רפואי, במנועי חום והתקנים אחרים.
(3) טיטניום - סגסוגת ברזל עם תכונות אחסון מימן, הוא חומר אחסון מימן טוב מאוד. הפיתוח המוצלח של סגסוגת זו כדי לפתור את הקשיים של אחסון והובלה של מימן. יפן ומדינות אחרות משתמשות בטיטניום - מכשיר אחסון מימן ברזל מכונית מימן.
