التيتانيوم هو معدن قوي وخفيف الوزن يُستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل صناعة الطيران، والزراعات الطبية، والمعدات الرياضية، والمجوهرات، وغيرها. تيتانيوم TC4والمعروفة أيضاً باسم سبيكة التيتانيوم من الدرجة 5 أو Ti-6Al-4V، وهي واحدة من أكثر سبائك التيتانيوم استخداماً وتمثل أكثر من 50% من إجمالي استخدام التيتانيوم.
لمحة عامة عن التيتانيوم TC4 Titanium
يستمد التيتانيوم TC4 اسمه من تركيبته –؛ فهو يحتوي على 6% ألومنيوم، و4% فاناديوم، و0.25% (كحد أقصى) من الحديد، و0.2% (كحد أقصى) من الأكسجين والباقي من التيتانيوم. تعمل إضافة الألومنيوم والفاناديوم على تثبيت البنية البلورية للتيتانيوم لتقوية السبيكة مع الحفاظ على مقاومة التيتانيوم الممتازة للتآكل.
يوفّر التيتانيوم TC4 مزيجاً ممتازاً من القوة العالية والوزن المنخفض ومقاومة التآكل وصلابة الكسر والتوافق الحيوي. تتضمن بعض الخصائص والخصائص الرئيسية لسبائك التيتانيوم TC4 ما يلي:
- نسبة عالية من القوة إلى الوزن –؛ يتمتع التيتانيوم TC4 بقوة ممتازة تضاهي قوة سبائك الفولاذ ولكن بكثافة تبلغ 4.43 جم/سم3 فقط، أي نصف كثافة الفولاذ تقريباً. وهذا ما يجعله مثالياً للاستخدامات التي يكون فيها الوزن المنخفض أمراً بالغ الأهمية.
- مقاومة التآكل –؛ بفضل القدرة على تشكيل طبقة أكسيد سلبية على سطحه، يُظهر التيتانيوم TC4 مقاومة ممتازة للتآكل ويمكن استخدامه دون طلاءات واقية في العديد من البيئات.
- التوافق الحيوي –؛ يتميز التيتانيوم TC4 بسمية منخفضة وقبول جيد من قبل جسم الإنسان مما يجعله يستخدم على نطاق واسع في الغرسات الجراحية والأجهزة الطبية.
- قابلية المعالجة الحرارية –؛ يمكن تغيير البنية المجهرية وخصائص التيتانيوم TC4 من خلال المعالجة الحرارية والتلدين لتكييفه مع تطبيقات مختلفة.
- قابلية اللحام –؛ يتميز التيتانيوم TC4 بقابلية لحام جيدة نسبياً بالنسبة لسبائك التيتانيوم مما يسمح بإنشاء أشكال وتجميعات معقدة.
- صلابة عالية للكسر –؛ يُظهر التيتانيوم TC4 مقاومة جيدة لانتشار الشقوق وصلابة الكسر.
تشمل بعض عيوب التيتانيوم TC4 الاستطالة الضعيفة نسبيًا، والصلابة المنخفضة، والتفاعل العالي مع عناصر مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين في درجات الحرارة المرتفعة. وعموماً، فإن تعدد استخداماته وتوازن خواصه الميكانيكية يجعل من TC4 مادة هندسية ممتازة للتطبيقات الصعبة.
تطبيقات التيتانيوم TC4 التيتانيوم
إن الخصائص الفريدة للتيتانيوم TC4 تجعله مناسباً للاستخدام في مجموعة متنوعة من الصناعات والتطبيقات بما في ذلك:
تطبيقات الفضاء الجوي
كانت صناعة الطيران هي الدافع الأول لتطوير سبائك التيتانيوم. وأصبحت سبائك التيتانيوم TC4 أكثر سبائك التيتانيوم استخداماً على نطاق واسع في هياكل الطائرات. فقوتها العالية، وكثافتها المنخفضة، ومقاومتها الممتازة للتآكل، وقدرتها على تحمل درجات الحرارة المرتفعة تجعلها خياراً مثالياً:
- المكونات الهيكلية للطائرات –؛ معدات الهبوط، ومكونات المحركات، وجدران الحماية، والأنابيب الهيدروليكية، والأجنحة، وأجسام الطائرات، والمثبتات، إلخ.
- المركبات الفضائية –؛ الدعامات الهيكلية والخزانات والدافعات وأنابيب الصواريخ والأقمار الصناعية.
- الصواريخ –؛ الأغلفة الهيكلية، والمثبتات، وخزانات الوقود الدافع السائل.
- طائرات الهليكوبتر –؛ محاور الدوّار، وأعمدة القيادة، وقنوات العادم، وأجزاء المحرك.
في الطائرات، يمكن لكل كيلوغرام واحد من الوزن المخفّض من الهيكل أن يوفّر ما يصل إلى 1000 دولار أمريكي سنوياً من تكاليف الوقود على مدار عمر الطائرة. يسمح التيتانيوم TC4 بتصميم هياكل خفيفة الوزن وموثوقة لتحسين كفاءة استهلاك الوقود.
التطبيقات الطبية الحيوية
يُعد التيتانيوم TC4 أحد أكثر المعادن استخداماً في الغرسات الجراحية في جسم الإنسان. كما أن توافقه الحيوي ومقاومته للتآكل وخصائصه الميكانيكية تجعله مناسباً تماماً لـ
- غرسات تقويم العظام –؛ عمليات استبدال المفاصل مثل زراعة مفصل الورك والركبة والكتف؛ وشرائح العظام والمسامير والدبابيس للكسور.
- زراعة الأسنان –؛ الجذور، والتيجان، والدعامات، والأسلاك.
- دعامات القلب والأوعية الدموية –؛ دعم صمامات القلب والأوعية الدموية.
- الأدوات الجراحية –؛ ملقط، وكماشة، ومقص.
- مجوهرات ثقب الجسم –؛ ثقب الأنف والحاجبين والشفاه والسرة.
- الأجهزة الطبية القابلة للزرع –؛ أغلفة أجهزة تنظيم ضربات القلب، ومحفزات نمو العظام، ومضخات الأنسولين.
تتجنب الغرسات المصنوعة من التيتانيوم تأثيرات الحماية من الإجهاد، وتندمج بشكل جيد مع العظام، ولا تتحلل داخل الجسم. يقلل التوافق الحيوي لـ TC4&8217 من مخاطر الالتهاب والرفض.
صناعة المعالجة الكيميائية
تستفيد صناعة المواد الكيميائية من مقاومة التيتانيوم TC4&8217 الممتازة للتآكل في:
- مبادلات حرارية ومكثفات وأنابيب لنقل السوائل شديدة التآكل. تسمح طبقة الأكسيد السلبية بتحمل حتى البيئات الحمضية.
- صهاريج التخزين وأوعية معالجة المواد الكيميائية التفاعلية مثل الكلور.
- صمامات ومضخات وأنابيب للتعامل مع السوائل المسببة للتآكل.
- تبطين الخزانات والهياكل الفولاذية للحماية من التآكل.
التطبيقات البحرية
يعمل التيتانيوم TC4 في البيئات البحرية بشكل جيد نظراً لمقاومته للتآكل في المياه المالحة إلى جانب احتفاظه بالقوة في درجات الحرارة المنخفضة. ويُستخدم عادةً في:
- المراوح، وأعمدة القيادة، والدفّات، ودفّافات المضخات.
- أنظمة أنابيب مياه البحر.
- المبادلات الحرارية لمحطات تحلية المياه ومنصات النفط البحرية.
- مكونات المركبات تحت سطح البحر، والحفارات البحرية، وخطوط الأنابيب.
استخدامات السيارات
يستخدم قطاع صناعة السيارات التيتانيوم TC4 لتقليل الوزن وتحسين الأداء بما في ذلك تطبيقات مثل
- قضبان التوصيل، وصمامات السحب، ونوابض الصمامات، وأذرع الروك في محركات السباقات والسيارات الرياضية عالية الأداء.
- أنظمة العادم –؛ المشابك وكاتمات الصوت وأنابيب العادم والمشابك والشماعات.
- العجلات، والمحاور، وأعمدة القيادة، ومكونات الشاسيه.
- قطع زينة السيارات الفاخرة مثل الشبكات، والشارات، والأجهزة المزخرفة.
استخدامات أخرى
تتضمن بعض الاستخدامات الشائعة الأخرى للتيتانيوم TC4 ما يلي:
- المعدات الرياضية –؛ رؤوس مضارب الجولف، ومضارب التنس، وإطارات الدراجات، وعصي الهوكي، وعصي اللاكروس، إلخ.
- المنتجات الاستهلاكية –؛ إطارات النظارات، والساعات، والمجوهرات، وحقائب الظهر، وحقائب الهواتف المحمولة.
- توليد الطاقة –؛ أنابيب المكثف لتوليد الكهرباء بالطاقة النووية والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية.
- تحلية المياه –؛ المبادلات الحرارية والأنابيب ودفاعات المضخات.
- الهندسة المعمارية –؛ الكسوة الزخرفية والألواح والأسقف للمباني.
- تجهيز الأغذية –؛ صهاريج وصمامات وأنابيب ومضخات لتصنيع الأغذية.
- البتروكيماويات –؛ المفرقعات وأعمدة التقطير والمبادلات الحرارية.
إنتاج التيتانيوم TC4 التيتانيوم
يتم تصنيع التيتانيوم TC4 عن طريق إضافة الألومنيوم والفاناديوم إلى معدن التيتانيوم المكرر في عملية صهر يتم التحكم فيها بإحكام. ومن الصعب تصنيعها بسبب تفاعلية التيتانيوم العالية في درجات الحرارة المرتفعة. تتضمن بعض الخطوات الرئيسية في إنتاج سبيكة التيتانيوم TC4 ما يلي:
الصهر والإشابة
- يتم تحميل سبائك التيتانيوم النقي في فرن الصهر بالحث الفراغي مع قطع من الألومنيوم وسبائك الفاناديوم الرئيسية.
- يتم صهر الشحنة مرارًا وتكرارًا وسكبها في بوتقة نحاسية مبردة بالماء للسماح بالخلط الشامل وإذابة الأكسجين.
- تتم عملية الصهر تحت تفريغ الهواء أو في جو من الأرجون الخامل لمنع التلوث.
- يتم صب السبيكة المنصهرة في سبائك أو يتم تلقيمها مباشرةً في عمليات مثل الدرفلة على الساخن.
العمل الساخن
- يتم تسخين سبائك TC4 ومعالجتها من خلال عدة تمريرات درفلة على الساخن لتفكيك هيكل الصب.
- يقلل الدرفلة على الساخن من سُمك المعدن ويشكل الصفيحة والصفائح والقضبان الحديدية مع تحسين الخواص الميكانيكية.
- يمكن أيضاً استخدام التشكيل أو البثق لإنتاج أشكال التيتانيوم TC4 الأكثر تعقيداً.
المعالجة الحرارية
- تنطوي المعالجة بالمحلول على تسخين سبيكة TC4 إلى ما دون درجة حرارة بيتا ترانسوس مباشرةً لتشكيل طور موحد، يليها التبريد السريع أو التبريد بالتبريد.
- ثم تقوم المعالجة بالتقادم بعد ذلك بإعادة تسخين السبيكة إلى درجة حرارة أقل للسماح بتكوين رواسب دقيقة تقوي المادة.
- يمكن أن يؤدي الجمع بين المحلول والتعتيق إلى تعزيز القوة والصلابة ومقاومة الزحف بشكل كبير.
التصنيع الآلي والتشطيب
- من الصعب جداً تشغيل التيتانيوم TC4 آلياً بسبب انخفاض توصيله الحراري، وتفاعليته الكيميائية، وميله إلى التصلب أثناء العمل.
- السرعات البطيئة، والأدوات المتخصصة، والتبريد الوفير، والتحكم الدقيق في العملية مطلوبة لعمليات التصنيع الآلي مثل التفريز والحفر والثقب والخراطة.
- يعتبر القطع بنفث الماء الكاشطة وآلة EDM من عمليات التصنيع الآلي غير التقليدية الشائعة المستخدمة في قطع TC4.
- يمكن استخدام عمليات صقل الأسطح المختلفة مثل الطحن والتبطين والأكسدة والتخليل والتخميل لتحسين جودة السطح.
خصائص التيتانيوم TC4 مقابل التيتانيوم النقي التجاري
يتميّز التيتانيوم TC4 بقوة أعلى من درجات التيتانيوم النقي التجاري، ولكنّه يتميّز بقابلية ليونة وصلابة أقلّ قليلاً. فيما يلي مقارنة لبعض خصائصها الرئيسية:
- 0.2% قوة الخضوع –؛ TC4: 880 –؛ 970 ميجا باسكال مقابل CP Ti: 170 –؛ 480 ميجا باسكال
- قوة الشد –؛ TC4: 930 –؛ 1020 ميجا باسكال مقابل CP Ti: 240 –؛ 550 ميجا باسكال
- الاستطالة عند الكسر –؛ TC4: 10% –؛ 18% مقابل CP Ti: 20% –؛ 35%
- الكثافة –؛ TC4: 4.43 جم/سم3 مقابل CP Ti: 4.5 جم/سم3
- معامل المرونة –؛ TC4: 115 جيجا باسكال مقابل CP Ti: 105 جيجا باسكال
- قوة التعب –؛ TC4: 400 –؛ 500 ميجا باسكال مقابل CP Ti: 200 –؛ 300 ميجا باسكال
- صلابة الانكسار –؛ TC4: 75 ميجا باسكال - m ^ 0.5 مقابل CP Ti: 55 –؛ 115 ميجا باسكال - m ^ 0.5
- مقاومة التآكل –؛ يتمتع كلاهما بمقاومة ممتازة للتآكل بسبب طبقة الأكسيد السلبية.
يتيح المحتوى الأعلى من الألومنيوم والفاناديوم في التيتانيوم TC4 آليات تقوية المحلول الصلب والترسيب التي تزيد من قوته بشكل كبير مقارنةً بالتيتانيوم النقي التجاري. ومع ذلك، فإن إضافات السبائك تقلل بشكل طفيف من ليونة وقوة التعب وصلابة الكسر وقابلية اللحام.
درجات التيتانيوم TC4 تيتانيوم
يحتوي التيتانيوم TC4 على عدة درجات من التيتانيوم TC4 توفر خصائص مختلفة قليلاً:
- الدرجة 5 (Ti-6Al-4V) –؛ سبيكة TC4 القياسية ذات القوة المتوسطة. تُستخدم للتطبيقات العامة.
- الرتبة 23 (Ti-6Al-4V ELI) –؛ نسخة خلالية منخفضة للغاية مع تقليل O، N، C، H. يحسن الليونة وصلابة الكسر. يستخدم للأجزاء الحرجة للكسر.
- الصف 18 (Ti-6Al-4V STA) –؛ معالج بالمحلول ومعتق. أقوى بنسبة 25% من الدرجة 5. يستخدم للتطبيقات عالية القوة.
- الرتبة 19 (Ti-6Al-4V ELI STA) –؛ نسخة بينية منخفضة للغاية من الدرجة 18. مثبتات الطيران ومعدات الهبوط والصواريخ.
- الشبكة 29 (Ti-6Al-4V Sn) –؛ تعمل إضافات القصدير على تحسين مقاومة الزحف وقوة درجات الحرارة العالية. تُستخدم في أجزاء المحركات النفاثة.
وتتعلق الاختلافات الرئيسية بين الرتب بالعناصر البينية وظروف المعالجة الحرارية والإضافات الطفيفة للسبائك مثل القصدير. يتم الاحتفاظ بالتركيب الكلي بنسبة 6% ألومنيوم و4% فاناديوم في جميع المتغيرات.
تصنيع أجزاء التيتانيوم TC4 من التيتانيوم TC4
يمكن تصنيع التيتانيوم TC4 في أجزاء باستخدام مجموعة متنوعة من الطرق بما في ذلك:
اللحام
- يمكن لحامها باستخدام قوس التنغستن الغازي (GTAW)، وقوس الغاز المعدني (GMAW)، وقوس البلازما (PAW)، وعمليات اللحام بالليزر والمقاومة.
- يمنع غاز التدريع الخامل مثل الأرجون الأكسدة. تتطابق قضبان الحشو عادةً مع تركيبة السبيكة الأساسية.
- يجب إكمال اللحامات بسرعة قبل أن يتسبب تلوث الهواء في التقصف.
- تساعد المعالجة الحرارية بعد اللحام على تخفيف الضغوط المتبقية وتحسين الخواص الميكانيكية.
التزوير
- يمكن لتقنيات التشكيل بالحدادة على الساخن والطرْق بالضغط والطرْق المتساوي الحرارة إنتاج أجزاء TC4 المعقدة مثل الشفرات والأقراص والعلب.
- يتيح التشكيل الدافئ تحكماً أفضل في البنية المجهرية النهائية ويحد من نمو الحبيبات.
- يمكن أيضًا استخدام الصقل على البارد مع التلدين ولكن يميل إلى تصلب العمل ويجعل التصنيع اللاحق أكثر صعوبة.
الصب
- تسمح إعادة الصهر بالقوس الفراغي، والصب الاستثماري، والصب بالطرد المركزي بإنتاج أشكال معقدة.
- تعمل إزالة الطبقة السطحية للحالة ألفا على تحسين عمر إجهاد الأجزاء المصبوبة. يقلل الكبس المتساوي الحرارة من العيوب الداخلية.
- يتميز التيتانيوم TC4 المصبوب TC4 بقوة أقل قليلاً من أشكال المنتجات المشغولة.
تصنيع المضافات المعدنية
- يشيع استخدام اندماج قاع المسحوق بالليزر (LPBF) والصهر بالحزمة الإلكترونية (EBM) والترسيب بالطاقة الموجهة (DED) لطباعة مكونات التيتانيوم ثلاثية الأبعاد.
- يجب تحسين البارامترات للحد من المسامية الداخلية والإجهادات المتبقية في الأجزاء المبنية.
- تعمل المعالجة الحرارية على تحسين البنية المجهرية والخصائص. تدعم الأشكال الهندسية المحدودة مقارنةً بالتشكيل أو الصب.
التصنيع الآلي
- يمكن استخدام عمليات الخراطة والتفريز والحفر وغيرها من عمليات التشغيل الآلي التقليدية لتشكيل القِطع من مخزون القضبان/البليت.
- يلزم التحكم الدقيق في العملية بسبب ضعف قابلية التشغيل الآلي. تعمل أدوات PCD، والضغوط العالية، والتشغيل الآلي الرطب على تحسين الأداء.
تطبيقات التيتانيوم TC4 المضاف المصنّع TC4
يوفر التصنيع الإضافي إمكانيات جديدة لإنتاج أشكال هندسية معقدة من التيتانيوم TC4:
الفضاء
- الهياكل الشبكية خفيفة الوزن وقنوات التبريد المطابقة لمكونات المحركات النفاثة ذات المقطع الساخن مثل شفرات التوربينات والفوهات وغرف الاحتراق.
- الأقواس المخصصة، والعقد الهيكلية، والتجهيزات المعقدة لتجميعات الطائرات.
- الأدوات مثل الرقصات والتركيبات والتركيبات والقوالب وموجهات الحفر للأجزاء المركبة.
الطبية
- غرسات مخصصة في الجمجمة والوجه والعمود الفقري مطابقة لتشريح المريض.
- الهياكل المسامية لتعزيز نمو العظام من أجل غرسات تقويم العظام.
- أقفاص شبكية وحاويات شبكية لأجهزة توصيل الأدوية والمعدِّلات العصبية.
السيارات
- مكونات خفيفة الوزن لنظام التعليق والشاسيه وناقل الحركة.
- قنوات التبريد المطابقة في قوالب الحقن لتحسين إدارة الحرارة.
- أضلاع التقوية المخصصة والهياكل الشبكية.
المستهلك
- مجوهرات وساعات وأدوات زينة لمرة واحدة.
- السلع الرياضية المخصصة مثل مضارب الجولف وقطع غيار الدراجات الهوائية.
صناعي
- إنتاج كميات قليلة من الأجزاء القديمة عن طريق الهندسة العكسية للمكونات البالية.
- تخفيف الوزن عن طريق تحسين الطوبولوجيا والهياكل الشبكية.
- قنوات التبريد المطابقة في قوالب الحقن وقوالب تشكيل المعادن.
تفتح المضافات مساحة تصميم غير محدودة لإنتاج مكونات تيتانيوم قوية وخفيفة الوزن ومُحسّنة لظروف التحميل المعقدة. يمكن تخصيص الأجزاء وتحسينها بطرق غير ممكنة في التصنيع التقليدي.
تحليل تكلفة التيتانيوم TC4 Titanium مقابل البدائل
يُعد التيتانيوم TC4 أغلى من المعادن الهندسية الشائعة الأخرى، ولكن هذا الأمر يقابله خصائصه وأدائه الفريد. إليك مقارنة التكلفة مع بعض البدائل:
- مقابل الفولاذ –؛ تكلف TC4 أكثر من 5-10 مرات أكثر من الفولاذ المقاوم للصدأ على أساس الكيلوغرام الواحد. ومع ذلك، فإن الكثافة المنخفضة للتيتانيوم تعني أن فرق التكلفة على أساس القوة لكل حجم يبلغ 2-3 مرات فقط.
- مقابل الألومنيوم –؛ يكلف التيتانيوم TC4 حوالي 4 أضعاف تكلفة الألومنيوم. مفيد عند الحاجة إلى قوة أعلى، وتمدد أقل، وخصائص أفضل في درجات الحرارة العالية.
- مقابل المغنيسيوم –؛ التيتانيوم أغلى من المغنيسيوم بمقدار 2-4 مرات من المغنيسيوم. وهو أفضل للتطبيقات الهيكلية عالية القوة، بينما يتفوق المغنيسيوم في الأجزاء المصبوبة بالقالب.
- مقابل سبائك النيكل –؛ يمكن أن تكلف سبائك النيكل المتخصصة 2-4 مرات أكثر من التيتانيوم TC4. تتمتع سبائك النيكل بخصائص أفضل في درجات الحرارة العالية.
- مقابل ألياف الكربون –؛ التيتانيوم منافس لتكلفة ألياف الكربون عالية الأداء في مجال الطيران على أساس القوة لكل حجم. مفيد عندما تكون الخصائص المعدنية مطلوبة.
على الرغم من أن التيتانيوم TC4 يتطلب تكاليف مواد أولية أعلى، إلا أن دورة الحياة الإجمالية وفوائد الأداء غالباً ما تجعله استثماراً مجدياً للتطبيقات المهمة في مجالات الفضاء والطب والطاقة وغيرها من المجالات الصعبة.
أسئلة وأجوبة
في ماذا تُستخدم سبيكة التيتانيوم TC4؟
يُستخدم التيتانيوم TC4 على نطاق واسع في هياكل الطائرات، ومكونات المحركات، والغرسات الطبية، ومعدات المعالجة الكيميائية، والأجهزة البحرية، والمنتجات الاستهلاكية حيث تكون قوته العالية، ووزنه المنخفض، ومقاومته للتآكل، وتوافقه الحيوي مفيدة.
هل التيتانيوم TC4 قوي؟
نعم، يُعدّ التيتانيوم TC4 أحد أقوى سبائك التيتانيوم. فهو يتمتّع بقوة شدّ تتراوح بين 930 و1020 ميجا باسكال، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف التيتانيوم النقي التجاري. يوفر التيتانيوم TC4 نسبة ممتازة من القوة إلى الوزن.
هل التيتانيوم TC4 آمن للغرسات الطبية؟
يمتاز التيتانيوم TC4 بتوافق حيوي عالٍ ولا يتحلل داخل جسم الإنسان، مما يجعله مناسباً تماماً ويستخدم على نطاق واسع في زراعة الورك والركبة والأسنان والقلب والأوعية الدموية وغيرها من الغرسات. تقلل طبيعته غير السامة من خطر الالتهاب أو الرفض.
هل يمكن لحام التيتانيوم TC4؟
نعم، يمكن لحام التيتانيوم TC4 باستخدام اللحام بقوس التنغستن الغازي (GTAW)، وقوس البلازما (PAW)، وقوس الغاز المعدني (GMAW). يمنع غاز التدريع الخامل الأكسدة. قد تتطلب اللحامات معالجة حرارية بعد اللحام. ومن الممكن أيضاً اللحام بالتقليب الاحتكاكي.
هل التيتانيوم TC4 آمن للمجوهرات؟
يُعتبر التيتانيوم TC4 آمن تماماً للمجوهرات لأنه متوافق حيوياً، ومضاد للحساسية، ومقاوم للتلطيخ. تستخدم العديد من ثقوب الجسم التيتانيوم TC4 نظراً لمقاومته الممتازة للتآكل.
هل TC4 أقوى من الألومنيوم؟
يتميّز التيتانيوم TC4 بقوة تفوق قوة سبائك الألومنيوم بأكثر من ثلاثة أضعاف، بالإضافة إلى مقاومة أفضل للتآكل وقدرات أفضل في درجات الحرارة العالية. ومع ذلك، فإن الألومنيوم أرخص، وأسهل في التصنيع، وأقل كثافة.
هل يمكنك طباعة تيتانيوم TC4 ثلاثي الأبعاد؟
نعم، عادةً ما تتم طباعة التيتانيوم TC4 ثلاثي الأبعاد باستخدام تقنيات انصهار طبقة المسحوق مثل انصهار طبقة المسحوق بالليزر (LPBF) وذوبان الحزمة الإلكترونية (EBM). وهي تسمح بأشكال هندسية معقدة ولكنها تتطلب تحسين العملية للتحكم في المسامية الداخلية والضغوطات المتبقية.
ما الفرق بين التيتانيوم من الدرجة 5 والدرجة 23 من التيتانيوم؟
الصف 5 هو التيتانيوم TC4 القياسي. تحتوي الدرجة 23 على عناصر خلالية منخفضة للغاية، وهو ما يحسّن من الليونة وصلابة الكسر ومقاومة التآكل ولكنه يقلل من القوة قليلاً. يُفضّل استخدام الدرجة 23 في الأجزاء الفضائية الحرجة من حيث الكسر.
هل التيتانيوم TC4 عرضة للتآكل؟
نعم، إن التيتانيوم TC4 لديه ميل أعلى للالتصاق والتشبث بنفسه والمعادن الأخرى مقارنةً بالفولاذ. هندسة السطح والتشحيم والتصميم الدقيق مطلوب عند وجود حركة نسبية.