تیتانیوم خالص صنعتی و ترکیب شیمیایی از برندهای مختلف

تیتانیوم یک فلز چند کریستالی است.این یک فرم کریستالی زیر 882 ℃ است.ساختار اتمی آن یک شبکه شش ضلعی نزدیک بسته بندی شده است.از 882 ℃ تا نقطه ذوب، شکل بلوری B است که یک شبکه مکعبی در مرکز بدن است.تیتانیوم خالص صنعتی فازی را در ساختار متالوگرافی ارائه می دهد.اگر بازپخت کامل شود، یک شبکه تک کریستالی هم محور با همان اندازه است.به دلیل ناخالصی ها، مقدار کمی از فاز B نیز در تیتانیوم خالص تجاری وجود دارد.اساساً در امتداد مرز دانه توزیع می شود.
طبق استاندارد جدید GB/T3620.1-2007، تیتانیوم خالص صنعتی دارای 9 برند، سه نوع TA1 و دو نوع TA2-TA4 است.تفاوت آنها در خلوص است.

از جدول می بینیم که هر برند TA1-TA4 دارای یک برند با پسوند ELI است که مخفف المنت انگلیسی low clearance به معنی خلوص بالا می باشد.
از آنجایی که Fe، C، N، H، O به عنوان عناصر بینابینی در a-Ti وجود دارند، محتوای آنها تأثیر زیادی بر مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی تیتانیوم خالص صنعتی دارد.محلول جامد C، N، O در تیتانیوم می تواند باعث اعوجاج بزرگ شبکه تیتانیوم شود و تیتانیوم را به شدت تقویت و شکننده کند.این ناخالصی ها توسط مواد خام در طول تولید وارد می شوند که عمدتاً کیفیت اسفنج تیتانیوم است.اگر می خواهید شمش تیتانیوم خالص صنعتی با خلوص بالا تولید کنید باید از تیتانیوم اسفنجی با خلوص بالا استفاده کنید.
در استاندارد، بالاترین محتوای شش عنصر نام تجاری با ELI کمتر از نام تجاری بدون ELI است.بازنگری این استانداردها بر اساس استانداردهای بین المللی یا غربی است (استانداردهای ملی ما تلاش می کنند به کشورهای غربی نزدیک شوند، زیرا بسیاری از صنایع پایه ما هنوز از آنها عقب مانده اند و بسیاری از استانداردهای قدیمی از اتحاد جماهیر شوروی سابق پیروی می کنند). به خصوص از نظر میزان ناخالصی و خواص مکانیکی دمای اتاق، شاخص های هر برند اساساً با شاخص های کشورهای بین المللی و غربی مطابقت دارد.این استاندارد جدید عمدتاً به ایمپلنت های جراحی ISO (استاندارد بین المللی) و استانداردهای مواد ASTM آمریکا (B265، B338، B348، B381، B861، B862 و B863) اشاره دارد.همچنین با استانداردهای ISO و ASTM آمریکا مطابقت دارد، برای مثال TA1 با Gr1، TA2 با Gr2، TA3 با Gr3 و TA4 با Gr4 مطابقت دارد.این امر منجر به ارجاع واضح استانداردهای ملی در انتخاب مواد و کاربرد صنایع مختلف و همچنین منجر به مبادلات بین المللی در فناوری و تجارت می شود.

درجه آلیاژ، ترکیب شیمیایی اسمی، ناخالصی بیش از
Fe CNHO عناصر دیگر
مجموع
تیتانیوم خالص صنعتی TA1ELI 0.1 0.03 0.012 0.008 0.1 0.05 0.2
تیتانیوم خالص صنعتی TA1 0.2 0.08 0.03 0.015 0.18 0.1 0.4
تیتانیوم خالص صنعتی TA1-1 0.15 0.05 0.03 0.003 0.12 ---- 0.1
تیتانیوم خالص صنعتی TA2ELI 0.2 0.05 0.03 0.008 0.1 0.05 0.2
تیتانیوم خالص صنعتی TA2 0.3 0.08 0.03 0.015 0.25 0.1 0.4
تیتانیوم خالص صنعتی TA3ELI 0.25 0.05 0.04 0.008 0.18 0.05 0.2
تیتانیوم خالص صنعتی TA3 0.3 0.08 0.05 0.015 0.35 0.1 0.4
تیتانیوم خالص صنعتی TA4ELI 0.3 0.05 0.05 0.008 0.25 0.05 0.2
تیتانیوم خالص صنعتی TA4 0.5 0.08 0.05 0.015 0.4 0.1 0.4

(جدول I: تعیین و ترکیب شیمیایی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم)
در جدول تیتانیوم خالص این استاندارد جدید باید به دو مشکل اشاره کرد.یکی اینکه در مقایسه با GB/T3620.1-1994 و GB/T3620.1-2007، TA0 اصلی به TA1 تغییر می کند، TA1 اصلی به TA2، TA2 اصلی به TA3، TA3 اصلی به TA4 تغییر می کند، و TA4 اصلی به TA28 تغییر می کند.دیگر اینکه با افزایش تعداد برند، محتوای این پنج عنصر ناخالصی نیز افزایش می‌یابد، به این معنی که استحکام افزایش می‌یابد و پلاستیسیته به تدریج کاهش می‌یابد.نکته ای که در اینجا باید به آن توجه کرد این است که آهن، عنصر، به عنوان یک ناخالصی وجود دارد، نه به عنوان یک عنصر آلیاژی.از استاندارد GB/T3620.1-2007، می توان دید که محتوای عناصر ناخالصی TA1~TA4 به تدریج افزایش می یابد، اما عمدتا Fe و O به وضوح افزایش می یابد، در حالی که C، N و H کمی افزایش می یابد.
تیتانیوم خالص صنعتی با تیتانیوم خالص شیمیایی متفاوت است.تیتانیوم خالص شیمیایی توسط موسسات تحقیقاتی علمی برای انجام تحقیقات علمی در مورد برخی از ویژگی‌های فلزات خالص استفاده می‌شود، در حالی که تیتانیوم خالص صنعتی ماده‌ای است که مستقیماً در صنایع مختلف استفاده می‌شود و حاوی بیش از ناخالصی‌های پنج گانه فوق نسبت به تیتانیوم خالص شیمیایی است.تیتانیوم خالص صنعتی با استحکام کم، پلاستیسیته خوب، پردازش و شکل دهی آسان مشخص می شود و می توان آن را مهر زد، خواص جوشکاری و ماشینکاری نیز خوب است و در محیط های مختلف اکسیداسیون و خوردگی مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.بنابراین بیش از 70 درصد صفحات تیتانیوم خالص صنعتی است که عمدتاً برای پردازش و قالب گیری کتری های واکنش شیمیایی و مخازن تحت فشار استفاده می شود.در میان این گریدهای تیتانیوم خالص، TA1 بیشترین استفاده را دارد و پس از آن TA2.وقتی صحبت از تیتانیوم خالص صنعتی می شود، باید روشن کنیم که قدرت تیتانیوم خالص صنعتی را نمی توان با عملیات حرارتی بهبود بخشید.اگر خواص مکانیکی یک دسته از تیتانیوم خالص کم است، تصور نکنید که چگونه با آن رفتار کنید تا واجد شرایط شود.این هدر دادن تلاش است.