จุลภาคและสมบัติเชิงกล

ของโลหะผสมไทเทเนียม

จุลภาคของโลหะผสมไทเทเนียม

โลหะผสมไทเทเนียมมีกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อนที่หลากหลายและมีการเปลี่ยนแปลงเฟสที่ซับซ้อนมาก มีโครงสร้างหลายประเภท ได้แก่ โครงสร้างสองเฟส โครงสร้างสามเฟส โครงสร้างแบบสมมาตร โครงสร้างแบบตะกร้า และโครงสร้างแบบ Widmanstatten โครงสร้างที่แตกต่างกันจะมีสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกัน และโครงสร้างจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพ

สมบัติเชิงกลของโลหะผสมไทเทเนียม

ไทเทเนียมไอโอไดด์ ซึ่งสามารถเสียรูปได้ 90% ที่อุณหภูมิห้อง มีความเหนียวที่ดี ไม่เกิดการแตกหักเปราะที่ประมาณ 77K และชิ้นงานที่มีรอยบากจากการทดสอบแรงกระแทก การยืดตัวและการหดตัวของหน้าตัดของไทเทเนียมไอโอไดด์เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น และความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงครากจะลดลงตามอุณหภูมิที่สูงขึ้น

ธาตุเจือปน N, O, และ C ของไทเทเนียมเรียงลำดับจากมากไปน้อย สามารถเพิ่มความต้านทานแรงดึงของไทเทเนียมและลดความเหนียว ในโลหะผสมไทเทเนียมที่มีปริมาณ H 0.012~0.015% (น้ำหนัก%) ผลกระทบต่อสมบัติเชิงกลของชิ้นงานจะลดลงอย่างมาก และความไวต่อรอยบากจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "ภาวะเปราะจากไฮโดรเจน"

นอกเหนือจากธาตุข้างต้น อิทธิพลของธาตุทั่วไปเจ็ดชนิดต่อความแข็งแรงของไทเทเนียม จากมากไปน้อย ได้แก่ Cr, Co, Nb, Mn, Fe, V และ Sn ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสมไทเทเนียมได้เช่นกัน

เมื่อเทียบกับโลหะผสมอลูมิเนียมและแมกนีเซียม ความแข็งแรงจะสูงกว่าเหล็กกล้าผสมหลายชนิด ความแข็งแรงของโลหะผสมไทเทเนียมประมาณ 5 เท่าของโลหะผสมแมกนีเซียม และมากกว่า 2 เท่าของอลูมิเนียม

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของโลหะผสมไทเทเนียมมีน้อยมาก และความแข็งแรงของโลหะผสมแมกนีเซียมและอลูมิเนียมที่ 673K จะลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับที่อุณหภูมิห้อง ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของโลหะผสมไทเทเนียมประมาณมากกว่าหนึ่งเท่าของเหล็กกล้า

ความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมไทเทเนียมทั่วไปอยู่ที่ 280MPa~1100MPa ซึ่งเป็นอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงที่สุดของโลหะผสมไทเทเนียมในบรรดาวัสดุโลหะทั้งหมดที่ใช้ในปัจจุบัน ความต้านทานแรงดึงสามารถสูงถึง 1270MPa~1480MPa สำหรับโลหะผสมไทเทเนียมความแข็งแรงสูง