Zliatina titánu--Po implantácii do tela dokáže odolávať teplu vesmíru a pomáha kostiam rásť - Blog

Existuje kov, ktorý musí vydržať hodiny vystavenia plameňom presahujúcim 1000 stupňov Celzia v nadmorskej výške 10 000 metrov bez deformácie; no musí tiež zostať ticho zabudovaný v ľudskom tele po celé desaťročia bez toho, aby bol odmietnutý, skorodovaný alebo uvoľnený. Tieto dva scenáre vyžadujú od materiálu takmer opačné vlastnosti. Jeden vyžaduje extrémne vysokú-teplotnú pevnosť, zatiaľ čo druhý vyžaduje dlhodobú-kompatibilitu so živým tkanivom. Obaja však ukazujú na rovnaký kov-zliatina titánu.

Tu je otázka: Prečo sa niektoré zliatiny titánu používajú v motoroch, zatiaľ čo iné sa používajú v ľudskom tele?

Odpoveď nenájdeme v periodickej tabuľke, ale spočíva v neviditeľnej „štruktúre“ v nej.

I. Sila titánu: ľahký, silný a odolný

Aby sme pochopili, prečo sa zliatiny titánu používajú v toľkých oblastiach, musíme sa najprv pozrieť na ich „továrenské nastavenia“. Jedným z najfascinujúcejších aspektov titánu je to, že kombinuje niekoľko výhod, ktoré si zvyčajne navzájom odporujú: má hustotu výrazne nižšiu ako oceľ, no jeho pevnosť konkuruje mnohým konštrukčným oceliam; je odolný proti korózii-a zostáva stabilný v mnohých drsných prostrediach; a stále vydrží zaťaženie pri mierne vysokých teplotách.

Ešte dôležitejšie je, že čistý titán má schopnosť „transformácie“. Pri nízkych teplotách sú jeho atómy usporiadané v tesnej-zbalenej štruktúre; keď teplota stúpne nad určitý kritický bod, prepne sa do iného usporiadania. V materiálovej vede sa prvá nazýva fáza a druhá sa nazýva fáza. Takmer všetky tajomstvá titánu sú zapuzdrené v týchto dvoch písmenách: poskytuje stabilitu a húževnatosť a zároveň ponúka tvárnosť a potenciál.

II. TI6AL4V: „Veľký brat“, ktorý robí všetko-a robí všetko dobre Ak by ste si zapamätali len jedno meno z rodiny titánových zliatin, s najväčšou pravdepodobnosťou by to bol TI6AL4V. Patrí do kategórie + dvoj{8}}fázovej zliatiny titánu, ktorá obsahuje stabilnú fázu aj primerané množstvo fázy. Táto konfigurácia „pol{10}}a{11}}polovica nevedie k priemernosti, ale skôr k vzácnej rovnováhe: dostatočná pevnosť, slušná ťažnosť, relatívne dobrá opracovateľnosť a stabilný celkový výkon. Úspech TI6AL4V nepramení z excelentnosti v žiadnom jednotlivom aspekte, ale skôr z konzistentne dobrého výkonu vo všetkých oblastiach.

III. Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si: Ponorte sa trochu hlbšie do tepla

Štandardné dvoj{0}}zliatiny titánu začínajú pri určitej teplote „mäknúť“-ich pevnosť klesá a dlhodobé vystavenie teplu spôsobuje ich postupnú deformáciu. Na udržanie ich celistvosti pri vyšších teplotách je samotné zloženie Gr5 nedostatočné. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3S je navrhnutý špeciálne pre túto „tepluodolnú“ aplikáciu. Nastavením rovnováhy legujúcich prvkov zostáva jeho mikroštruktúra stabilnejšia pri vysokých teplotách a poskytuje vynikajúcu odolnosť proti tečeniu a mäknutiu.

Stručne povedané: zliatiny titánu sa často nazývajú „univerzálny kov“, ale táto všestrannosť nie je vrodená. Jeho základ spočíva v „tvaru-meniacej sa“ duplexnej štruktúre a jeho potenciál je určený ľudskou kontrolou nad jeho mikroštruktúrou. Od vyvážených duplexných zliatin po tepelne -odolné formulácie a až po takmer{4}} systémy, ktoré maximalizujú svoj potenciál, každý krok tohto rozšírenia je poháňaný jediným jednoduchým princípom: materiál poskytuje možnosti; zvyšok je na nás, aby sme posunuli hranice.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube