فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی دارای ۷۹ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی۲ ارائه میگردد

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی :

فصل اول:

تیتانیوم در سال ۱۹۳۸ توسط W.J. kroll در آمریکا کشف شد. تیتانیوم فلزیست به رنگ سفید نقره‌ای و بسیار سبک است و پس از پولیش نمودن، رنگ فولادی پیدا می‌نماید. تیتانیوم و آلیاژهای آن به علت داشتن خواص خوب و مقاومت در مقابل خوردگی و فرسایش موارد استفاده زیادی در صنایع نظامی و هوافضا و نیروگاههای هسته‌ای و کشتی‌سازی و صنایع دریائی و پتروشیمی کاربرد دارد. از جمله در ساخت بدنه و اجزای هواپیماها، وسایل حمل و نقل، لوازم جراحی، ظروف مورد استفاده در آزمایشگاه‌های شیمی و دیگر وسایل مقاوم به خوردگی کاربرد دارد. مهمترین ویژگی تیتانیوم، نسبت استحکام به وزن آن است که نسبت به سایر فلزات سبک بسیار عالیست. تیتانیوم استحکامی معادل فولادهای زنگ نزن دارد در حالی که وزن آن، ۳/۱ این فولادها است. خاصیت مهم دیگر تیتانیوم مقاومت به خوردگی و سایش بالای آن به ویژه در محیط‌های دریایی است. هیچ یک از نمک‌های فلزی، کلرورها، هیدروکسیدها، اسیدهای نیتریک و کرمیک، و نیز اسیدهای آلی مانند اسید استیک و آب‌های شور، قادر به خوردگی تیتانیوم نیستند. به علت مقاومت در مقابل آب دریا امروزه جایگزین آلیاژهای نیکل و مس از نوع ۷۰% نیکل و ۳۰% مس شده است.

محصولات تولیدی فلز مزبور و آلیاژهای آن بصورت لوله (Pipe) و ورق (Plate) می‌باشد که پلیت یا ورق جهت ساخت و تولید مخازن مواد شیمیایی و لوله در داخل دریا جهت انتقال مواد شیمیائی مورد استفاده قرا می‌گیرد. جهت اتصال لوله‌ها به هم دیگر و همچنین ساخت مخازن نیاز به جوشکاری می‌باشد.

تیتانیوم از احیا تتراکلرید تیتانیوم در درجه حرارت ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد بوسیله منیزیم یا سدیم در محیط آرگون بدست می‌آید. تیتانیوم احیا شده، بصورت فلز خالص تیتانیوم، مجدداً در خلا ذوب شده و سپس مورد استفاده قرار می‌گیرد. فلز تیتانیوم خالص جز مواد آلتروپ می‌باشد.

تیتانیوم خالص دارای استحکام کمی بوده که استحکام آن برابر ۲۱۶ نیوتن بر میلی‌مترمربع و درصد ازدیاد نسبی طول آن برابر ۵۰ می‌باشد. تیتانیوم تجارتی بعلت داشتن عناصر آلیاژی استحکامی برابر ۷۰۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع را دارا می‌باشد و نقطه ذوب آن ۱۷۲۵ درجه سانتی‌گراد و مقاومت به خوردگی آن نیز عالی است. وقتی تیتانیوم خالص از مذاب تبدیل به جامد می‌گردد از ۱۷۲۵ درجه سانتی‌گراد دارای ساختار کریستالی از نوع مکعب مرکزدار B.C.C می‌باشد که آنرا تیتانیوم یا فاز می‌نامند و از ۸۸۲ درجه سانتی‌گراد تا درجه حرارت محیط که سرد می‌شود دارای ساختار کریستالی از نوع H.C.P بوده که بنام فاز یا تیتانیوم می‌باشد. در هنگام گرم شدن از درجه حرارت محیط تا C ^O ۸۸۲ تیتانیوم دارای فاز و از C ^O ۸۸۲ تا C ^O ۱۷۲۵ فاز بوده، به این جهت این فلز را آلتروپ می‌نامند.تیتانیوم فلزیست غیرمغناطیسی با قابلیت کشش بسیار عالی و ساختار B.C.C. دیگر خواص فیزیکی- مکانیکی و متالورژیکی تیتانیوم به قرار زیر است.

حضور عناصر آلیاژی از قبیل اکسیژن، نیتروژن، آلومینیوم و کربن، به همراه تغییر درجه حرارت، در تیتانیوم تغییر ساختار کریستالی ایجاد می‌کند. ساختار کریستالی تیتانیوم در دمای اتاق تا حدود C ^O ۸۸۲ به صورت (C.P.H) H.C.P است اما از این درجه حرارت به بالا، ساختار BCC تغییر شکل می‌دهد. همان‌طوری که گفته شد، وجود عناصری مثل اکسیژن، نیتروژن، آلومینیوم و کربن، درجه حرارت این استحاله فازی را افزایش می‌دهد و همچنین سختی و استحکام آلیاژ تیتانیوم را افزایش و انعطاف‌پذیری آن را کاهش می‌دهد.

۱-۱- فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی:

برحسب ساختار کریستالی که هر آلیاژ تیتانیوم در دمای محیط پیدا می‌کند، این آلیاژها را به چهار گروه تقسیم می‌کند:

۱) آلیاژهای ، ۲) ، ۳) – و ۴) تیتانیوم خالص تجاری با ساختمان کریستالی H.C.P

فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی قابلیت ماشین‌کاری و چکش کاری خوبی دارد و در برابر حرارت عکس‌العمل نشان داده و در مقابل زنگ‌زدگی مقاوم می‌باشد. البته این وضعیت در درجه حرارت معمولی فوق‌العاده بالاست و حقیقتاً آنها در برابر هوازدگی محفوظ هستند و همچنین در محیطهای دریائی و صنعتی جدول شماره ۱-۱ نشان‌دهنده چندین نوع از آلیاژها با مشخصات و بکارگیری خاص آنها می‌باشد.

جدول (۱-۱): نشان‌دهنده ترکیب، مشخصات مکانیکی و نوع کاربرد برای چهارنوع آلیاژهای معمولی تیتانیوم

۱-۱-۱- تیتانیوم خالص تجاری:

تیتانیوم خالص تجاری بسته به غلظت آلیاژی به چهار نوع تقسیم می‌شوند که این چهار نوع در جدول زیر آمده است:

جدول (۲-۱): ترکیب شیمیائی و خواص مکانیکی فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی خالص تجاری

با توجه به جدول فوق با کوچکترین تغییر در غلظت عناصر، خصوصاً اکسیژن و آهن، خواص مکانیکی به شدت تغییر می‌یابد.

۲-۱-۱- آلیاژهای آلفا ( ):

آلیاژهای آلفا آلیاژهای تک فازی هستند که در دمای محیط دارای ساختار H.C.P بوده و ساختمان آنها با ساختمان تیتانیوم خالص یکسان است. این آلیاژها معمولاً دارای مقادیری آلومینیوم هستند. خصوصیات ویژه آلیاژهای آلفای تیتانیوم، استحکام، سختی و مقاومت به خوردگی آنها به ویژه در فاصله حرارتی C ^O ۳۱۵ تا C ^O ۵۹۵ است. آلیاژهای مهم آلفا عبارتند از:

Sn 5/2- Al 5- Ti، Mo 2- Zr 4- Sn 5/2- Al 6- Ti، V 1- Mo 1- Al 8- Ti و Mo 1- Ta 1- Cb 2- Al 6- Ti و Mo 2- Zr 2- Sn 5- Al 5- Ti. شکل (۱-۱) نمودار فازی تیتانیوم- آلومینیوم را نشان می‌دهد. این آلیاژها، اغلب دارای قابلیت جوش‌پذیری خوبی هستند. مقدار آلومینیوم موجود در این آلیاژها حداکثر ۶% بوده و گاهی تا ۵/۲ قلع نیز همراه دارد. آلیاژهای فاز واحد که دارای آلومینیوم است می‌توانند از طریق کارهای سرد، استحکام پیدا کنند و معمولاً در وضعیت آنیل شده قابل جوشکاری‌اند.

شکل (۱-۱): نمودار فازی تیتانیوم- آلومینیوم

۳-۱-۱- آلیاژهای بتا ():

در این آلیاژها، اغلب درصد بالایی از عناصر پایدار کننده فاز از قبیل وانادیوم، کروم و اندکی آلومینیوم وجود دارد. ساختار این آلیاژها همان طور که گفته شد به صورت B.C.C بوده، از استحکام و سختی در اثر عملیات حرارتی بعدی برخوردارند. آلیاژهای در هر دو حالت آنیل شده و پیرسخت، قابل جوشکاری‌اند، اما بهتر است پس از پیرسختی و قبل از جوشکاری، آنها را تحت عملیات انحلال قرار داد. در این حالت، استحکام آنها تا ksi 215 با انعطاف‌پذیری حدود ۵% خواهد شد. مهمترین آلیاژهای عبارتند از:

Sn 55/4- Zr 6- Mo 5/11- Ti، Cr 11- V 13- Al 3- Ti، Mo 4- Zr4- Cr 6- V 8- Al 3- Ti، Sn 3- Al 3- Cr 3- V 15- Ti و Al 3- Fe 2- V 8- Mo 8- Ti.

فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی و – را می‌توان از طریق گرم کردن یا در بعضی موارد از طریق سرد کردن و یا پیرسختی مستحکم تر کرد. پس از سرد کردن از طریق شکل‌گیری ذرات فاز که در سراسر فاز به طور پراکنده قرار می‌گیرد استحکام بخشی آن انجام می‌گیرد.

۴-۱-۱- آلیاژهای آلفا- بتا (- ):

با افزایش مقادیر معین از عناصر پایدار کننده به تیتانیوم، آلیاژهای آلفا- بتا تشکیل می‌شود. این عمل، یک سیستم دوفازی آلفا- بتا با ساختمان‌های B.C.C و H.C.P متراکم ایجاد می‌کند. با انجام عملیات حرارتی انحلال در سیکل‌های طولانی، ذرات ریز آلفا از ذرات ناپایدار بتا جدا شده و رسوب می‌کنند. درنتیجه می‌توان ساختار تغییر شکل یافته‌ای از سختی و مقاومت بالا (پیرسخت شده) ایجاد نمود. مقدار سختی و استحکام حاصله را می‌توان با محاسبه و کنترل زمان نگه‌داری، تعیین نمود.

۲-۱- نکات مفهومی و کلیدی فصل:

تیتانیوم بصورت عنصر آلیاژی درحد پائین به فولادهای ساختمانی در شکل فرو تیتانیوم به مذاب فولادی آن اضافه می‌گردد که تیتانیوم آلیاژی استحکام فولاد را بالا برده و آنرا در مقابل خوردگی جوی مقاوم می‌نماید. چون فلز تیتانیوم کاربید قوی در فولادها ایجاد می‌نماید بدین جهت در فولادهای زنگ نزن برای قابلیت جوشکاری این نوع فولادها (آستنیت ۱۸-۸) از جنس ۳۰۴ L، ۳۰۸ L و ۳۱۶ L به مقدار % C * Ti 25 (بصوریکه ۰.۰۵ C) افزوده می‌شود.

تیتانیوم با فلزاتی مانند کرم و مولیبدن و وانادیوم و قلع آلیاژ شده و عناصری مانند کرم و آهن و مولیبدن که خود دارای ساختار کریستالی از نوع B.C.C هستند فاز یا تیتانیوم را تثبیت یا پایدار نموده و باعث سخت‌شدن آن می‌گردند که سختی تیتانیوم در این حالت بیشتر از سختی تیتانیوم از نوع می‌باشد. فاز دارای قابلیت آهنگری جوبی می‌باشد و همچنین فاز + براحتی در محدوده فاز بتا قابلیت گرم کاری دارد. آلیاژ تیتانیوم از نوع Ti 680 (یعنی ۱۱% قلع، ۲۵/۲% آلومینیوم، ۴% مولیبدن و ۲/۰ سیلیسیم) که استحکام کششی آن ۱۳۰۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع بوده که مناسب جهت عملیات حرارتی بوده و بسهولت آهنگری می‌گردد و این نوع آلیاژ در ساخت بدنه هواپیما کنکورد مورد استفاده قرار می‌گیرد. آلیاژ دیگری از تیتانیوم بنام Ex 700 بوده که ۶% آلومینیوم، ۵% زیرکونیوم، ۳% مولیبدن و ۱% مس داشته که استحکام کششی آن برابر ۱۵۴۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع یعنی استحکام بالایی را دارا می‌باشد که باز در ساخت تجهیزات فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی در ساخت تجهیزات توربین‌های گازی که در درجه حرارتهای بالا مقاوم به خزش خوبی دارد کاربرد فراوانی را دارا می‌باشد.

از انواع دیگر فایل ورد کامل جزوه جامع درباره آلیاژهای تیتانیوم؛ بررسی ساختار، ویژگی‌های مکانیکی و کاربردهای صنعتی و پزشکی ۴- Ti- 6 Al است که ۶% آلومینیوم، ۴% وانادیوم و ۹۰% تیتانیوم می‌باشد و یا از نوع Ti- 8 Mn یعنی ۸% منگنز و ۹۲% تیتانیوم و یا Ti- 8 Mo- 8 V- 3 Al- 2 Fe که ۸% مولیبدن، ۸% وانادیوم، ۳% آلومینیوم و ۲% آهن می‌باشد.

تمام این آلیاژهای بیان شده تیتانیوم در مقابل خوردگی بسیار مقاوم می‌باشند، وقتی جهت جوشکاری فلز مبنا این نوع آلیاژها باشند، الکترودهای انتخاب شده برای جوشکاری از نوع این آلیاژها می‌باشند.