Titanlà vật liệu dễ dàng được tóm tắt nhất là "nhẹ, bền và{0}}có khả năng chống ăn mòn". Mặc dù không hoàn toàn sai nhưng điều này quá đơn giản. Khi bạn thực sự đến địa điểm lựa chọn và xử lý vật liệu, các câu hỏi sẽ trở nên chi tiết hơn nhiều: Bạn đang đề cập đến-titan nguyên chất hay hợp kim titan cấp công nghiệp? Là GR2 hay GR5? Nó dành cho bộ trao đổi nhiệt hóa học hoặc các bộ phận cấu trúc hàng không vũ trụ? Nó dành cho ổ trục-tải nhiệt độ-nhiệt độ phòng hay ổ trục-tải nhiệt độ-trung bình trong động cơ? Nếu không làm rõ những câu hỏi này, việc chỉ nói “titan là một vật liệu rất tốt” về cơ bản là vô nghĩa.
Nhiều người lần đầu tiên tiếp xúc với titan và lầm tưởng rằng "titan nguyên chất" có hiệu suất tốt nhất. Sự hiểu biết này cần phải được xem xét lại. Mặc dù titan nguyên chất công nghiệp chắc chắn có những ưu điểm, nhưng sức mạnh của nó không chủ yếu nằm ở độ bền cao mà ở khả năng chống ăn mòn, khả năng định dạng tốt, khả năng hàn và tính ổn định trong nhiều môi trường.
Sự khác biệt giữa GR1, GR2, GR3 và GR4 thường xuất phát từ việc kiểm soát các nguyên tố xen kẽ như oxy, nitơ và sắt. Nhiều yếu tố xen kẽ làm tăng độ bền nhưng thường làm giảm độ dẻo và khả năng định hình. Do đó, bạn sẽ thấy một hiện tượng rất thực tế: titan càng "tinh khiết" thì càng ít phù hợp để chịu tải-; nó thực sự có thể mềm hơn và phù hợp hơn cho việc tạo hình tấm-mỏng.
Tại sao GR2 lại phổ biến đến vậy? Không phải vì nó bí ẩn mà vì nó-cân bằng. Để chế tạo các tấm, ống, hộp đựng, cốc, chậu và các bộ phận chống ăn mòn hóa học nói chung{3}}bằng titan, GR2 thường là đủ. Nó không chú trọng đến độ bền cao như GR5 và cũng không phải chịu chi phí cao hơn đối với các môi trường ăn mòn đặc biệt như GR7.
Titan có khả năng chống ăn mòn-trong nhiều môi trường vì nó có thể tạo thành màng oxit ổn định trên bề mặt. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là titan bất khả chiến bại trong mọi môi trường hóa học. Môi trường chứa clo-, môi trường có kẽ hở, cặn lắng, axit khử và nhiệt độ tăng cao đều làm phức tạp thêm vấn đề. Đây chính là giá trị của các hợp kim titan-chống ăn mòn như GR7 và GR12.
Cách tiếp cận phổ biến đối với GR7 là thêm một lượng nhỏ palladium vào titan, trong khi GR12 thường đi theo lộ trình chống ăn mòn Ti-Mo-Ni{4}}. Mục đích của chúng không phải là tăng cường độ bền một cách đáng kể mà là để duy trì giới hạn an toàn trong môi trường ăn mòn, nơi độ ổn định ranh giới của titan nguyên chất thông thường là không đủ.
Những vật liệu này rất thiết thực trong thiết bị hóa học. Đối với bộ trao đổi nhiệt hoặc thiết bị phản ứng, chi phí vật liệu cao hơn một chút có thể chấp nhận được, nhưng thủng do ăn mòn, ngừng sản xuất và rò rỉ phương tiện là những nguyên nhân thực sự tốn kém.
Hợp kim titan loại alpha{0}}và gần loại{1}}alpha{2}}có đặc điểm là vi cấu trúc tương đối ổn định và thường có ưu điểm riêng về khả năng hàn, độ ổn định nhiệt độ-cao hoặc hiệu suất nhiệt độ{4}}thấp. Họ có thể không nhất thiết phải theo đuổi độ bền kéo ở nhiệt độ phòng-cao nhất, nhưng trong kỹ thuật, điều thường cần không phải là một thành tựu nổi bật duy nhất mà là một vật liệu đáng tin cậy trong thời gian dài ở nhiệt độ cụ thể, cấu trúc cụ thể và phương pháp sản xuất cụ thể.
Một số quan niệm sai lầm phổ biến, tốt nhất nên loại bỏ trước:
Đầu tiên, titan nguyên chất không phải là loại titan có hiệu suất cao nhất. Titan nguyên chất thường vượt trội về khả năng chống ăn mòn, khả năng định hình và khả năng tương thích sinh học chứ không phải ở độ bền tối đa. GR1 mềm hơn GR2 và GR2 dễ gia công hơn GR5; đây thường là yếu tố then chốt.
Thứ hai, GR5 được sử dụng phổ biến nhưng điều đó không có nghĩa là tất cả các bộ phận bằng titan đều nên sử dụng GR5. Đối với cốc titan hàng ngày, GR5 có thể không phù hợp hơn GR2; đối với các bộ phận động cơ hoạt động ở nhiệt độ trung bình, GR5 cũng có thể không phải là lựa chọn phù hợp.
Thứ ba, đừng chỉ nghe lời các nhà cung cấp khi nói đến titan cấp{0}}y tế. Titan nguyên chất cấp y tế, GR5 ELI, titan nha khoa và titan cấy ghép chỉnh hình có các tiêu chuẩn và yêu cầu thử nghiệm khác nhau. Tên vật liệu nghe có vẻ giống nhau nhưng yêu cầu thực tế có thể khác nhau rất nhiều.
Thứ tư, titan có khả năng chống ăn mòn-nhưng không chống lại được tất cả các loại vật liệu. Các kẽ hở, nhiệt độ, ion clorua, axit khử và ăn mòn điện đều có thể làm thay đổi kết quả. Các loại như GR7 và GR12 có khả năng chống ăn mòn-chính xác vì ngay cả titan nguyên chất thông thường cũng có những hạn chế.
Thứ năm, hợp kim titan đắt tiền không chỉ vì nguyên liệu thô. Cắt, hàn, xử lý nhiệt,-thử nghiệm không phá hủy, xử lý bề mặt và truy xuất nguồn gốc chất lượng đều làm tăng chi phí.
Vì vậy, những người thực sự hiểu về vật liệu titan thường không hỏi ngay rằng "Titan nào là tốt nhất?" Đầu tiên họ sẽ hỏi: Nó sẽ được sử dụng ở đâu? Nó sẽ phải chịu bao nhiêu lực? Nhiệt độ bao nhiêu? Nó sẽ được sử dụng trong phương tiện nào? Nó sẽ được hàn? Nó sẽ được in chứ? Tuổi thọ của nó được tính như thế nào? Chi phí có thể chấp nhận được không? Sau khi hỏi những câu hỏi này, sự khác biệt giữa GR1, GR2, GR5 và TC11 sẽ tự nhiên trở nên rõ ràng.
Tóm lại: tính ưu việt của vật liệu titan không nằm ở chỗ chúng đều được gọi là titan, mà ở chỗ mỗi loại được đặt trong bối cảnh thích hợp.
E-thư điện tử:garychen3215@hotmail.com
Địa chỉ: Số 35, Đường Baoti, thành phố Baoji, tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc
Liên hệ: Mr. Gary Chen
Điện thoại: +86-917-8883215
Thiết bị di động/WhatsApp: +86 13092900605
