1. कौन सी धातु टाइटेनियम से अधिक मजबूत है?
(1) टंगस्टन और टंगस्टन मिश्र धातु
ताकत का फायदा: टंगस्टन में किसी भी शुद्ध धातु (एनील्ड अवस्था में ~1,510 एमपीए) की तुलना में सबसे अधिक तन्यता ताकत होती है, जो अधिकांश टाइटेनियम मिश्र धातुओं (उदाहरण के लिए, टीआई - 6 एएल - 4 वी की एनील्ड तन्य शक्ति 860 -1100 एमपीए) से अधिक होती है। टंगस्टन मिश्र धातु (उदाहरण के लिए, W-Ni-Fe, W-Ni-Cu) 1,800-2,500 MPa की तन्य शक्ति तक पहुँच सकते हैं।
अन्य गुण: अत्यंत उच्च गलनांक (~3,422 डिग्री, टाइटेनियम के 1,668 डिग्री से कहीं अधिक) और उत्कृष्ट घिसाव प्रतिरोध।
सीमाएँ: बहुत उच्च घनत्व (~19.3 ग्राम/सेमी³, टाइटेनियम के 4.5 ग्राम/सेमी³ से 4 गुना अधिक), जिससे इसकी ताकत {{3} से - वजन अनुपात टाइटेनियम से काफी कम हो जाता है। यह कमरे के तापमान पर भी भंगुर होता है और मशीन में डालना मुश्किल होता है।
विशिष्ट उपयोग: उच्च तापमान अनुप्रयोग (उदाहरण के लिए, रॉकेट नोजल, हीटिंग तत्व), विकिरण परिरक्षण, और घिसाव प्रतिरोधी हिस्से (उदाहरण के लिए, काटने के उपकरण)।
(2) उच्च शक्ति वाले इस्पात मिश्र धातु
ताकत का फायदा: उन्नत उच्च {{0} शक्ति स्टील्स (एएचएसएस) और अल्ट्रा {{1} उच्च {{2} शक्ति स्टील्स (यूएचएसएस) अक्सर कच्ची ताकत में टाइटेनियम से आगे निकल जाते हैं। उदाहरण के लिए:
मैरेजिंग स्टील (18Ni-3Mo-0.2C): 2,400 एमपीए (उम्र बढ़ने के बाद) तक की तन्यता ताकत, टीआई-6एएल-4वी की अधिकतम एसटीए ताकत ~1,400 एमपीए से कहीं अधिक।
बोरोन स्टील (22MnB5): गर्मी से उपचारित करने पर 1,500-2,000 एमपीए की तन्य शक्ति, अधिकांश टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बेहतर प्रदर्शन करती है।
अन्य गुण: टाइटेनियम की तुलना में कम लागत, अच्छी लचीलापन (ग्रेड के आधार पर), और आसान प्रक्रियाशीलता (उदाहरण के लिए, वेल्डिंग, मुद्रांकन)।
सीमाएँ: उच्च घनत्व (~7.8 ग्राम/सेमी³, लगभग दोगुना टाइटेनियम) और खराब संक्षारण प्रतिरोध (जंग को रोकने के लिए गैल्वनीकरण जैसे कोटिंग्स की आवश्यकता होती है)।
विशिष्ट उपयोग: ऑटोमोटिव सुरक्षा घटक (उदाहरण के लिए, क्रैश बीम, दरवाजे के खंभे), एयरोस्पेस संरचनात्मक हिस्से, और उच्च लोड मशीनरी।
(3) कोबाल्ट-क्रोमियम (Co-Cr) मिश्र धातु
ताकत का फायदा: Co {{0}Cr मिश्रधातु (उदाहरण के लिए, Co {{3}Cr {{4}Mo, Co {{5}Cr {{6}W -Ni) की तन्य शक्ति 1,200-1,800 MPa (एनील्ड या वृद्ध) है, जो Ti-6Al-4V की एनील्ड शक्ति से अधिक है और इसकी एसटीए ताकत से मेल खाता हुआ।
अन्य गुण: असाधारण संक्षारण प्रतिरोध (अम्लीय या क्लोराइड युक्त तरल पदार्थ जैसे कुछ कठोर वातावरण में टाइटेनियम से बेहतर) और उत्कृष्ट जैव अनुकूलता।
सीमाएँ: टाइटेनियम की तुलना में उच्च घनत्व (~8.3 ग्राम/सेमी³) और उच्च लागत।
विशिष्ट उपयोग: बायोमेडिकल प्रत्यारोपण (उदाहरण के लिए, कूल्हे/घुटने के जोड़ का प्रतिस्थापन, दंत मुकुट), रासायनिक प्रसंस्करण उपकरण, और उच्च तापमान वाले गैस टरबाइन हिस्से।
(4) निकेल-आधारित सुपरअलॉय
ताकत का फायदा: उच्च तापमान (600-1,200 डिग्री) पर, निकल आधारित सुपरअलॉय (उदाहरण के लिए, इन्हेंल 718, हास्टेलॉय एक्स) टाइटेनियम से बेहतर प्रदर्शन करते हैं। उदाहरण के लिए:
इनकोनल 718: 650 डिग्री पर ~1,200 MPa की तन्य शक्ति बरकरार रखता है, जबकि Ti-6Al-4V जैसे टाइटेनियम मिश्र धातु समान तापमान पर ~500 MPa तक नरम हो जाते हैं।
अन्य गुण: उत्कृष्ट रेंगना प्रतिरोध (दीर्घकालिक ताप और भार के तहत विरूपण का प्रतिरोध करता है) और ऑक्सीकरण प्रतिरोध।
सीमाएँ: टाइटेनियम की तुलना में उच्च घनत्व (~8.2 ग्राम/सेमी³) और बहुत अधिक लागत।
विशिष्ट उपयोग: जेट इंजन हॉट सेक्शन (उदाहरण के लिए, टरबाइन ब्लेड, कम्बस्टर), परमाणु रिएक्टर घटक और रॉकेट इंजन।
"ताकत-से-वजन अनुपात" पर मुख्य नोट
टाइटेनियम (Ti-6Al-4V): शक्ति-से-वजन अनुपात ~200-240 MPa/(g/cm³)।
उच्च क्षमता वाला स्टील (मैरेजिंग स्टील): ~300 एमपीए/(जी/सेमी³) कच्ची ताकत में, लेकिन उच्च घनत्व के कारण ताकत का अनुपात ~150-190 एमपीए/(जी/सेमी³) तक गिर जाता है।
टंगस्टन: ताकत {{0}से {{1}वजन अनुपात केवल ~75-130 एमपीए/(जी/सेमी³)।
2. टाइटेनियम मिश्र धातुओं के ग्रेड क्या हैं?
ए. व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम (सीपी टीआई) ग्रेड
बी. टाइटेनियम मिश्र धातु ग्रेड
1. + मिश्रधातु (सर्वाधिक व्यापक रूप से प्रयुक्त)
