Påføring og påvirkning av titan i stål
Titan (Ti), som et legeringselement av høy kvalitet, er mye brukt for å forbedre den omfattende ytelsen til stål, spesielt innen luftfart, marineteknikk og konstruksjon. Anvendelsen av titan i stål er hovedsakelig fokusert på å forbedre styrke, korrosjonsbestandighet og duktilitet, og kan effektivt redusere materialets sprøhet og vekt.
1. Effekten av titan på mikrostrukturen og varmebehandlingen av stål
Titan har en sterk affinitet med elementer som nitrogen, oksygen og karbon. Det er en utmerket deoksideringsmiddel og et effektivt element for fiksering av nitrogen og karbon. I stål har forbindelsen (TiC) dannet av titan og karbon en sterk bindekraft og høy stabilitet. Det vil bare sakte oppløses i den faste løsningen av jern ved høye temperaturer (over 1000 grader). Disse TiC-partiklene kan forhindre vekst og forgrovning av stålkorn og har en viktig innflytelse på stålets mikrostruktur. I tillegg er titan et av de sterke ferrittdannende elementene, som vil redusere austenittfasearealet. Fast oppløsning av titan kan forbedre herdbarheten til stål, mens tilstedeværelsen av TiC-partikler vil redusere herdbarheten til stål. Når titaninnholdet når en viss verdi, vil det oppstå nedbørsherding på grunn av spredning og utfelling av TiFe2.
2. Påvirkningen av titan på de mekaniske egenskapene til stål
Påvirkningen av titan på de mekaniske egenskapene til stål avhenger av dets eksistensform, innholdsforholdet mellom titan og karbon og varmebehandlingsmetoden. Når titan eksisterer i ferritt i en fast oppløsningstilstand, er dets styrkende effekt høyere enn for elementer som aluminium, mangan, nikkel og molybden, og er nest etter elementer som beryllium, fosfor, kobber og silisium. I området 0,03 % til ,1 % massefraksjon av titan, kan titan øke flytegrensen til stål. Men når innholdsforholdet mellom titan og karbon overstiger 4, vil styrken og seigheten til stål synke kraftig. I tillegg kan titan også forbedre den langsiktige styrken og krypemotstanden til stål, og forbedre seigheten til stål, spesielt slagfastheten ved lav temperatur.
3. Titaniums påvirkning på stålets fysiske, kjemiske og prosessegenskaper
Titan kan forbedre stabiliteten til stål i miljøer med høy temperatur, høyt trykk og hydrogen, og forbedre korrosjonsmotstanden til rustfritt syrebestandig stål, spesielt motstanden mot intergranulær korrosjon. I lavkarbonstål, når forholdet mellom titan og karbon når 4,5 eller mer, har stålet utmerket motstand mot spenningskorrosjon og alkalisprøhet. I tillegg kan titan forbedre oksidasjonsmotstanden til stål ved høye temperaturer og fremme dannelsen av nitreringssjikt, for å oppnå den nødvendige overflatehardheten raskere. Titanholdig stål kalles "fast nitriding steel" og kan brukes til å produsere høypresisjonsskruer. Samtidig kan titan også forbedre sveisbarheten til lavkarbon manganstål og høylegert rustfritt stål.
4. Sammendrag
Generelt er titan mye brukt i stål. Når massefraksjonen overstiger 0.025 %, kan den betraktes som et legeringselement. Titan er mye brukt i vanlig lavlegert stål, legert konstruksjonsstål, legert verktøystål, høyhastighetsverktøystål, rustfritt syrefast stål, varmebestandig ikke-skaleringsstål, permanentmagnetlegering og støpt stål. I tillegg har titan blitt en viktig komponent i ulike avanserte materialer og et viktig strategisk materiale. I romfartsindustrien utgjør bruken av titan mer enn halvparten, og det er mye brukt i romfartskjøretøyer, kraftmaskiner og andre felt.
