टाइटेनियम की उच्चतम उपज ताकत इसके पर निर्भर करती हैअलॉय ग्रेड(रचनाएं) औरगर्मी उपचार की स्थिति, शुद्ध टाइटेनियम (व्यावसायिक रूप से शुद्ध, सीपी टीआई) के रूप में मिश्र धातु टाइटेनियम की तुलना में कम उपज ताकत है।
व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम (जैसे, ग्रेड 1 से ग्रेड 4) में अपेक्षाकृत कम उपज की ताकत होती है, जिसमें ~ 170 एमपीए (ग्रेड 1, एनीलड) से लेकर ~ 485 एमपीए (ग्रेड 4, एनीलड) तक होता है। इसके विपरीत,टाइटेनियम मिश्र धातु-सिभिक रूप से एल्यूमीनियम (एएल), वैनेडियम (वी), मोलिब्डेनम (एमओ), या नाइओबियम (एनबी) जैसे तत्वों के साथ प्रबलित लोगों को बहुत अधिक उपज ताकतें।
उच्चतम उपज की ताकत आमतौर पर पाई जाती हैउच्च शक्ति बीटा () टाइटेनियम मिश्र धातुयानिकट-बीटा मिश्र धातु, अक्सर विशेष गर्मी उपचार (जैसे, समाधान उपचार और उम्र बढ़ने, एसटीए) के बाद। उदाहरण के लिए:
TI-15V-3CR-3SN-3AL (ग्रेड 19): एक बीटा मिश्र धातु ~ 1,100–1,300 एमपीए की उपज ताकत के साथ जब गर्मी-इलाज (एसटीए)।
TI-10V-2FE-3AL (ग्रेड 23): एक निकट-बीटा मिश्र धातु जो एसटीए स्थिति में ~ 1,000-1,200 एमपीए की उपज की ताकत तक पहुंचता है।
उन्नत एयरोस्पेस-ग्रेड बीटा मिश्र धातु (जैसे, TI-5AL-5MO-5V-3CR) अनुकूलित गर्मी-उपचारित राज्यों में 1,300 MPA से अधिक हो सकता है।
विशेष रूप से, उपज की ताकत एक ही ग्रेड के लिए तय नहीं है; यह प्रसंस्करण के साथ भिन्न होता है (उदाहरण के लिए, कोल्ड वर्किंग सीपी टीआई में ताकत को बढ़ाता है, जबकि मिश्र धातुओं में गर्मी उपचार दर्जी ताकत)।
टाइटेनियम "कठोरता" मुख्य रूप से द्वारा मापा जाता हैरॉकवेल हार्डनेस (एचआरसी, एचआरबी)याविकर्स कठोरता (एचवी)स्केल, और यह सामग्री के साथ निकटता से संबंधित हैताकत, मिश्र धातु रचना, और गर्मी उपचार(हार्ड ग्रेड लगभग हमेशा उच्च शक्ति वाले मिश्र हैं)।
शुद्ध टाइटेनियम (सीपी टीआई, ग्रेड 1-4) अपेक्षाकृत नरम है:
ग्रेड 1 (एनीलड): ~ एचआरबी 70-80 (एचवी ~ 100–120)
ग्रेड 4 (annealed): ~ HRB 90–95 (HV ~ 150–170)
सबसे कठिन टाइटेनियम ग्रेड उच्च शक्ति वाले बीटा या निकट-बीटा मिश्र हैं, विशेष रूप से गर्मी उपचार के बाद जो वर्षा सख्त (जैसे, समाधान उपचार + उम्र बढ़ने, एसटीए) को बढ़ावा देते हैं। प्रमुख उदाहरणों में शामिल हैं:
ग्रेड 19 (TI-15V-3CR-3SN-3AL): STA स्थिति में, यह ~ HRC 38-42 (HV ~ 380–430) तक पहुंचता है, जो इसे सबसे कठिन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध टाइटेनियम ग्रेड में से एक बनाता है।
ग्रेड 23 (TI-10V-2FE-3AL): STA- उपचारित ग्रेड 23 में ~ HRC 36-40 (HV ~ 360–400) की कठोरता है, जो ग्रेड 19 से थोड़ा कम है, लेकिन अभी भी सबसे कठिन है।
ग्रेड 9 (TI-3AL-2.5V): जबकि एक अल्फा-बीटा (-) मिश्र धातु (बीटा नहीं), कोल्ड-वर्क किया गया या वृद्ध ग्रेड 9 ~ एचआरसी 30-35 (एचवी ~ 300-350) तक पहुंच सकता है, जो कि सबसे सीपी टीआई की तुलना में कठिन है, लेकिन बीटा मिश्र धातुओं की तुलना में नरम है।
कठोरता भी निर्भर करती हैसूक्ष्म: ठीक, अवक्षेपित चरणों (उम्र बढ़ने से) के साथ मिश्र, एक ही ग्रेड के एनीलड (नरम) संस्करणों की तुलना में कठिन हैं।
टाइटेनियम ग्रेड की लागत तीन प्रमुख कारकों पर निर्भर करती है:मिश्र धातु रचना, प्रसंस्करण जटिलता(जैसे, गर्मी उपचार, सटीक पिघलने), औरअनुप्रयोग-विशिष्ट आवश्यकताएँ(जैसे, एयरोस्पेस, मेडिकल सर्टिफिकेशन)। सबसे महंगे ग्रेड लगभग हमेशा होते हैंविशेष मिश्र धातु-स उच्च दुर्लभ-धातु सामग्री और कठोर विनिर्माण मानकों के लिए शुद्ध टाइटेनियम-ड्यू-ड्यू।
शीर्ष महंगे टाइटेनियम ग्रेड में शामिल हैं:
इन मिश्र धातुओं को इम्प्लांटेबल डिवाइस (जैसे, हिप स्टेम्स, स्पाइनल फ्यूजन हार्डवेयर) के लिए डिज़ाइन किया गया है और अल्ट्रा-हाई प्यूरीिटी (विषाक्त तत्व लीचिंग से बचने के लिए) और तंग यांत्रिक संपत्ति नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
लागत बढ़ाने वाला: वे वैनेडियम (वी), नाइओबियम (एनबी), या टैंटलम (टीए) जैसे दुर्लभ, उच्च लागत वाले तत्व होते हैं, जो एल्यूमीनियम (निम्न-ग्रेड मिश्र धातुओं में उपयोग किए जाने वाले) की तुलना में बहुत दूर हैं। इसके अतिरिक्त, विनिर्माण के लिए एफडीए/आईएसओ प्रमाणन, क्लीनरूम प्रोसेसिंग और 100% गुणवत्ता निरीक्षण-सभी लागतों को जोड़ने की आवश्यकता होती है।
सापेक्ष लागत: 3-5x सीपी टीआई (ग्रेड 2) की तुलना में अधिक महंगा और ग्रेड 5 जैसे सामान्य एयरोस्पेस मिश्र धातुओं की तुलना में 2-3x अधिक महंगा है।
मिश्र की तरहTI-5AL-5MO-5V-3CR (ग्रेड 25)याTI-10V-2FE-3AL (ग्रेड 23, जब एयरोस्पेस-Certified)महत्वपूर्ण विमान घटकों (जैसे, लैंडिंग गियर, इंजन भागों) में उपयोग किया जाता है जो अत्यधिक शक्ति-से-वजन अनुपात और थकान प्रतिरोध की मांग करते हैं।
लागत बढ़ाने वाला? एयरोस्पेस प्रमाणन (जैसे, एएमएस मानक) भी सख्त परीक्षण (जैसे, थकान, जंग), उत्पादन लागत में वृद्धि को अनिवार्य करता है।
