टाइटेनियम को क्या नुकसान होता है

1। टाइटेनियम को क्या नुकसान है?

एसिड को कम करने और जटिल एजेंट: जबकि टाइटेनियम पानी, खारे पानी और हल्के एसिड (जैसे, कम सांद्रता में सल्फ्यूरिक एसिड) से जंग का विरोध करता है, यह गर्म, केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल) या हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (एचएफ) जैसे अत्यधिक केंद्रित एसिड को कम करने के लिए असुरक्षित है। एचएफ विशेष रूप से हानिकारक है क्योंकि यह धातु की सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत को तोड़ते हुए घुलनशील फ्लोरोटिटनेट यौगिकों को बनाने के लिए टाइटेनियम के साथ प्रतिक्रिया करता है।

उच्च - तापमान ऑक्सीकरण (ऊपर ~ 600 डिग्री /1112 डिग्री एफ): टाइटेनियम कमरे के तापमान पर एक पतली, स्थिर ऑक्साइड परत (Tio₂) बनाता है जो आगे के जंग को रोकता है। हालांकि, 600 डिग्री से अधिक के तापमान पर, यह परत तेजी से मोटी हो जाती है और भंगुर हो जाती है, जिससे "स्केल स्पेलेशन" (ऑक्साइड परत का फ्लेकिंग) हो जाता है। 800 डिग्री से ऊपर, टाइटेनियम भी हवा में प्रज्वलित हो सकता है यदि उच्च ऑक्सीजन के स्तर के संपर्क में है, तो भयावह क्षति हो सकती है।

यांत्रिक अधिभार या थकान: सभी धातुओं की तरह, टाइटेनियम प्लास्टिक रूप से (स्थायी रूप से) विकृत हो जाएगा यदि अपनी उपज की ताकत से परे तनाव के अधीन है, और यदि तनाव अपनी अंतिम तन्यता ताकत से अधिक है तो टूट जाए। यह भी अतिसंवेदनशील हैथकान से विफलताबार -बार चक्रीय लोडिंग (जैसे, एयरोस्पेस घटकों में कंपन) के तहत, खासकर अगर सतह के दोष (दरारें, खरोंच) हैं जो तनाव सांद्रता के रूप में कार्य करते हैं।

गैल्वेनिक संक्षारण (विशिष्ट युग्मों में): टाइटेनियम एक महान धातु (कम विद्युत रासायनिक क्षमता) है, लेकिन यह गैल्वेनिक कोशिकाओं में एक कैथोड के रूप में कार्य कर सकता है यदि एक प्रवाहकीय वातावरण (जैसे, खारे पानी) में अधिक सक्रिय धातुओं (जैसे, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, जस्ता) के साथ जोड़ा जाता है। यह सक्रिय धातु के संक्षारण को तेज करता है, हालांकि टाइटेनियम स्वयं काफी हद तक अप्रभावित है - हालांकि, यदि सक्रिय धातु पूरी तरह से पूरी तरह से है, तो टाइटेनियम अंततः अधिक आक्रामक स्थितियों के संपर्क में हो सकता है।

2। क्या टाइटेनियम ठंडा होने पर सिकुड़ जाता है?

20 डिग्री (68 डिग्री एफ) और 500 डिग्री (932 डिग्री एफ) के बीच वाणिज्यिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम (ग्रेड 2) का औसत रैखिक सीटीई लगभग 8.6 × 10⁻⁶ प्रति डिग्री (4.8 × 10⁻⁶ प्रति डिग्री एफ) है।

जब कमरे के तापमान (जैसे, -196 डिग्री /-321 डिग्री एफ तरल नाइट्रोजन अनुप्रयोगों के लिए क्रायोजेनिक तापमान के लिए ठंडा किया जाता है), टाइटेनियम सिकुड़ता रहता है, हालांकि संकुचन की दर बेहद कम तापमान पर थोड़ा धीमा हो जाती है।

3। टाइटेनियम के बुरे गुण क्या हैं?

उच्च लागत: टाइटेनियम स्टील या एल्यूमीनियम जैसी आम धातुओं की तुलना में काफी महंगा है। यह इसके निष्कर्षण की जटिलता के कारण है (टाइटेनियम अयस्क के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है - शुद्ध टाइटेनियम स्पंज का उत्पादन करने के लिए गहन प्रसंस्करण) और विनिर्माण (टाइटेनियम मशीन, वेल्ड और फॉर्म, उत्पादन लागत में वृद्धि के लिए मुश्किल है)।

गरीब मशीनीकरण: टाइटेनियम की उच्च शक्ति, कम तापीय चालकता, और "गम अप" काटने के उपकरण की प्रवृत्ति मशीन के लिए कठिन बनाती है। मशीनिंग के दौरान, हीट टूल - वर्कपीस इंटरफेस (टाइटेनियम अच्छी तरह से गर्मी नहीं करता है) पर जल्दी से बनता है, जिससे तेजी से उपकरण पहनने, धीमी गति से कटिंग गति और उच्च मशीनिंग लागत होती है। विशिष्ट उपकरण (जैसे, तेज किनारों के साथ कार्बाइड आवेषण) और कूलेंट को इसे कम करने के लिए आवश्यक है।

कम पहनने का प्रतिरोध (कोटिंग्स के बिना): टाइटेनियम की सतह - पहनने की तुलना में अपेक्षाकृत नरम है जैसे कि कठोर स्टील या टंगस्टन कार्बाइड जैसी प्रतिरोधी धातुएं। स्लाइडिंग या अपघर्षक संपर्क (जैसे, बीयरिंग, गियर) से जुड़े अनुप्रयोगों में, अनियोजित टाइटेनियम जल्दी से पहनेंगे, जिससे जीवनकाल कम हो जाएगा। इसे संबोधित करने के लिए, अक्सर सतह के उपचार (जैसे, प्लाज्मा छिड़काव, नाइट्राइडिंग) की आवश्यकता होती है ताकि पहनने के प्रतिरोध में सुधार किया जा सके - लागत और जटिलता को जोड़ना।

सीमित उच्च - तापमान प्रदर्शन (~ 600 डिग्री /1112 डिग्री एफ से ऊपर): जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, टाइटेनियम की ऑक्साइड परत 600 डिग्री से ऊपर गिरती है, जिससे ऑक्सीकरण और संभावित प्रज्वलन होता है। यह उच्च - तापमान अनुप्रयोगों जैसे जेट इंजन दहन कक्षों (जहां तापमान 1000 डिग्री से अधिक) के लिए नियम है, जो कि सुपरलॉय (जैसे, निकल - आधारित मिश्र धातुओं पर भरोसा करते हैं)।

हाइड्रोजन समृद्धि के लिए संवेदनशीलता (विशिष्ट परिस्थितियों में): टाइटेनियम नमी, एसिड, या हाइड्रोकार्बन युक्त वातावरण से हाइड्रोजन को अवशोषित कर सकता है (जैसे, नम इलेक्ट्रोड के साथ वेल्डिंग के दौरान, या उच्च दबाव में हाइड्रोजन गैस के संपर्क में)। अवशोषित हाइड्रोजन धातु के भीतर भंगुर हाइड्राइड चरण (TIH,) बनाता है, लचीलापन और क्रूरता को कम करता है और अचानक फ्रैक्चर के जोखिम को बढ़ाता है, विशेष रूप से तनाव के तहत।

4। क्या टाइटेनियम दबाव में टूट जाएगा?

स्थैतिक दबाव (संपीड़ित तनाव): टाइटेनियम में उच्च संपीड़ित शक्ति है - उदाहरण के लिए, वाणिज्यिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम (ग्रेड 2) में ~ 700 एमपीए की एक संपीड़ित उपज शक्ति है, और उच्च - ताकत मिश्र जैसे कि टीआई -6 एएल -4 वी (ग्रेड 5) में 1000 एमपीए से अधिक संपीड़ित उपज ताकत होती है। अपनी संपीड़ित उपज शक्ति के नीचे स्थिर दबाव के तहत, टाइटेनियम इलास्टिक रूप से विकृत हो जाएगा (दबाव को हटाए जाने पर अपने मूल आकार में लौटें)। यदि दबाव संपीड़ित उपज शक्ति से अधिक है, तो यह प्लास्टिक रूप से (स्थायी रूप से) विकृत हो जाएगा। यदि दबाव इसके आगे बढ़ता रहता हैअंतिम संपीड़ित शक्ति(आमतौर पर इसकी अंतिम तन्यता ताकत से थोड़ा अधिक), टाइटेनियम संपीड़न - के तहत फ्रैक्चर (ब्रेक) होगा, हालांकि इसके लिए अत्यधिक उच्च दबाव (जैसे, हजारों साई के दसियों) की आवश्यकता होती है।

गतिशील दबाव: टाइटेनियम अपेक्षाकृत कठिन है (अचानक प्रभाव के तहत फ्रैक्चर के लिए प्रतिरोधी), लेकिन यह अभी भी टूट सकता है यदि चरम गतिशील दबाव (जैसे, एक उच्च - वेग टक्कर, विस्फोट) के अधीन है। प्रभाव की गति और बल के साथ टूटने का जोखिम बढ़ जाता है, साथ ही सतह के दोषों (दरारें, voids) की उपस्थिति जो तनाव को केंद्रित करती है।

संक्षारक वातावरण में दबाव: आक्रामक वातावरण में (जैसे, उच्च - एचएफ के साथ दबाव खारे पानी), दबाव संक्षारण प्रक्रियाओं (जैसे, तनाव संक्षारण दरार, जहां दबाव और रासायनिक हमला समय से पहले फ्रैक्चर का कारण बनता है) में तेजी ला सकता है। यहां तक ​​कि अगर दबाव अकेले टाइटेनियम की यांत्रिक सीमाओं से नीचे है, तो संक्षारण समय के साथ धातु को कमजोर कर सकता है, जिससे टूटना पड़ता है।