مختلف عناصر ٹائٹینیم کو کیسے متاثر کرتے ہیں؟

خالص ٹائٹینیم میں اچھی پلاسٹکٹی ہے لیکن کم طاقت اور گرمی کی کمزور مزاحمت، ایرو اسپیس، طبی نگہداشت، میرین انجینئرنگ اور دیگر شعبوں کی اعلی- ضروریات کو پورا کرنے میں ناکام ہے۔ مختلف مرکب عناصر کو شامل کرنے سے، ٹائٹینیم کے مائیکرو اسٹرکچر اور خصوصیات کو بہتر کارکردگی کے ساتھ ٹائٹینیم مرکب بنانے کے لیے ٹھیک ٹھیک ریگولیٹ کیا جا سکتا ہے۔

 

کی کلیدٹائٹینیم مرکب882 ڈگری پر ٹائٹینیم کی ایلوٹروپک تبدیلی کو استعمال کرنے میں مضمر ہے۔ تین قسم کے مرکب عناصر کے ذریعے- -مستحکم عناصر، -مستحکم عناصر اور غیر جانبدار عناصر-کے تناسب اور مراحل کو اپنی مرضی کے مطابق خصوصیات جیسے کہ طاقت، گرمی کی مزاحمت اور سختی کے لیے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، اس طرح مختلف شعبوں کی سخت سروس کی ضروریات کو پورا کیا جاتا ہے۔

 

 

 

-مستحکم عناصر بنیادی طور پر ٹائٹینیم کے -ٹرانسس درجہ حرارت کو بڑھانے اور -فیز ریجن کو پھیلانے کے لیے کام کرتے ہیں، جس سے مصر دات کو کمرے اور اعلی درجہ حرارت پر ایک مستحکم ڈھانچہ برقرار رکھنے کے قابل بناتا ہے، اس طرح اعلی-درجہ حرارت کی طاقت، سنکنرن مزاحمت اور ویلڈیبلٹی میں بہتری آتی ہے۔

 

ایلومینیم سب سے اہم -مستحکم کرنے والا عنصر ہے اور یہ تقریباً تمام ٹائٹینیم مرکبات میں موجود ہے، جسے "بنیادی مضبوط بنانے والا" کہا جاتا ہے۔ یہ ٹھوس حل کو مضبوط بنانے کے ذریعے طاقت کو بڑھاتا ہے اور کم کثافت (2.7g/cm³) کی وجہ سے ہلکا پھلکا ڈیزائن حاصل کرتا ہے۔ تاہم، 7wt.% سے زیادہ ایلومینیم کا مواد ٹوٹنے والا Ti₃Al مرحلہ بناتا ہے اور پلاسٹکٹی کو کم کرتا ہے، اس لیے اسے عام طور پر 5%–6% پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔

 

بوران، آکسیجن اور نائٹروجن بھی -مستحکم عناصر سے تعلق رکھتے ہیں۔ بوران ایک "وٹامن" کی طرح ہے۔ ٹریس کی مقدار اناج کو بہتر بنا سکتی ہے اور عمل کو بہتر بنا سکتی ہے۔ آکسیجن اور نائٹروجن ٹائٹینیم کو مضبوط بنا سکتے ہیں لیکن اس کی پلاسٹکٹی کو کافی حد تک کم کر سکتے ہیں، جس سے وہ نجاستیں بن جاتی ہیں جن پر سخت کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن کی خرابی کو روکنے کے لیے سمیلٹنگ کے دوران ہائیڈروجن کے مواد کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

 

 

-مستحکم عناصر کے برعکس، -مستحکم عناصر -ٹرانسس درجہ حرارت کو کم کرتے ہیں اور -فیز کے علاقے کو پھیلاتے ہیں، جس سے مرکب بجھانے کے بعد ایک مستحکم مرحلہ برقرار رکھتا ہے۔ وہ پلاسٹکٹی، سختی اور عمل کی صلاحیت کو یقینی بناتے ہوئے حل کے علاج اور عمر بڑھنے کے ذریعے طاقت کو نمایاں طور پر بہتر بناتے ہیں۔ انہیں دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: isomorphous اور eutectoid -مستحکم عناصر۔

 

Isomorphous -مستحکم عناصر

Molybdenum ایک قابل ذکر مضبوطی کا اثر رکھتا ہے، کمرے/اعلی-درجہ حرارت کی طاقت، سختی اور تھرمل استحکام کو بہتر بناتا ہے، اور بڑے پیمانے پر اعلی-درجہ حرارت والے ٹائٹینیم مرکب میں استعمال ہوتا ہے۔

 

وینڈیم ٹائٹینیم اور ایلومینیم کے ساتھ Ti6Al4V بناتا ہے، جو ٹائٹینیم الائے مارکیٹ کا 50% سے زیادہ حصہ رکھتا ہے۔ اس کھوٹ میں اعلی طاقت، سنکنرن مزاحمت اور ویلڈیبلٹی ہے، اور اس کا اطلاق ایرو اسپیس، جہاز سازی اور دیگر شعبوں میں ہوتا ہے۔

 

Niobium ایک ہلکا مضبوط اثر ڈالتا ہے اور پلاسٹکٹی اور سختی کو بہت بہتر بناتا ہے، جس سے یہ طبی ٹائٹینیم مرکبات کے لیے ایک عام انتخاب ہے۔

ٹینٹلم کمزور مضبوط کرنے والا اثر اور اعلی کثافت رکھتا ہے، آکسیڈیشن اور سنکنرن مزاحمت کو بہتر بناتا ہے، اور اعلی-ملاوٹ میں صرف تھوڑی مقدار میں استعمال ہوتا ہے۔

 

Eutectoid -مستحکم عناصر

کرومیم اعلی طاقت اور اعلی پلاسٹکٹی پیش کرتا ہے۔ اسے ہیٹ ٹریٹمنٹ کے ذریعے مضبوط کیا جا سکتا ہے، اور اسے اعلی-طاقت والے ساختی اجزاء میں استعمال کیا جاتا ہے۔

 

آئرن، کم قیمت کے ساتھ ایک مضبوط -مستحکم عنصر، وینیڈیم کی جگہ لے سکتا ہے لیکن اس کا تھرمل استحکام کمزور ہے اور اس کی علیحدگی کا خطرہ ہے۔

 

سلیکون، ٹریس کا اضافہ تھرمل طاقت اور حرارت کی مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے، اور یہ زیادہ تر ایرو-انجنوں کے اعلی درجہ حرارت والے اجزاء میں استعمال ہوتا ہے۔

 

 

غیر جانبدار عناصر کا ٹائٹینیم کے -ٹرانسس درجہ حرارت پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ ان کا جوہری سائز اور خصوصیات ٹائٹینیم کے قریب ہیں، دونوں اور مراحل میں لامحدود ٹھوس حل کی اجازت دیتے ہیں۔ وہ بنیادی طور پر مرکب کی کارکردگی کو متوازن کرتے ہیں اور ٹائٹینیم کی بنیادی خصوصیات کو تبدیل کیے بغیر اعلی-درجہ حرارت کی طاقت کو بہتر بناتے ہیں۔ زرکونیم اور ٹن عام طور پر استعمال ہونے والے ہیں۔

 

زیرکونیم میں ٹائٹینیم سے بہت ملتی جلتی خصوصیات ہیں، کمزور کمرے-درجہ حرارت کو مضبوط کرنے والے اثر کے ساتھ، لیکن یہ اعلی درجہ حرارت پر تھرمل طاقت اور استحکام کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے، اور بڑے پیمانے پر اعلی-درجہ حرارت والے ٹائٹینیم مرکب میں استعمال ہوتا ہے۔

ٹن کا کمرہ اور بھی کمزور ہوتا ہے-درجہ حرارت کو مضبوط کرنے کا اثر اور تھرمل طاقت کو بڑھا سکتا ہے۔ جب ایلومینیم کے ساتھ ملایا جاتا ہے، تو یہ اعلی-درجہ حرارت کی کارکردگی کو مزید بہتر بنا سکتا ہے۔

 

 

عملی ایپلی کیشنز میں، کوئی ایک عنصر مشکل سے کام کرنے کے پیچیدہ حالات کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے۔ زیادہ تر عملی ٹائٹینیم الائے عین تناسب کے ذریعے تکمیلی فوائد حاصل کرنے کے لیے ملٹی-عنصر ہم آہنگی کے ڈیزائن کو اپناتے ہیں۔

Ti6Al4V ایک کلاسک نمائندہ ہے۔ ایلومینیم اور وینیڈیم کے ساتھ مل کر، یہ ایک + ڈوپلیکس ڈھانچہ بناتا ہے، طاقت، پلاسٹکٹی، سختی اور ویلڈیبلٹی کو یکجا کرتا ہے۔

 

اعلی-درجہ حرارت والے ٹائٹینیم مرکبات، مثال کے طور پر Ti60 اور Ti65، نایاب زمینوں کے اضافے کے ساتھ ایلومینیم، زرکونیم اور مولیبڈینم سمیت عناصر کے ذریعے ہم آہنگی حاصل کرتے ہیں۔ غیر ملکی تکنیکی اجارہ داری کو توڑتے ہوئے انہیں 600 ڈگری سے اوپر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

 

طبی Ti29Nb13Ta4.6Zr مرکب بنیادی طور پر -مستحکم عناصر جیسے کہ نائوبیم اور ٹینٹلم پر مشتمل ہے۔ اس میں انسانی ہڈیوں کے قریب ایک لچکدار ماڈیولس اور بہترین بایو کمپیٹیبلٹی ہے، اور یہ بڑے پیمانے پر مصنوعی جوڑوں اور ہڈیوں کے ناخن جیسے امپلانٹس میں استعمال ہوتا ہے۔

الائے جیسے IMI834 اور Ti1100 برائے ایرو-انجنوں میں ایلومینیم، ٹن، مولیبڈینم اور سیلیکون کا درست تناسب ہوتا ہے، جو 600 ڈگری پر بہترین کریپ مزاحمت کو برقرار رکھتے ہیں، اور کمپریسر بلیڈ اور ڈسکس کے لیے کلیدی مواد ہیں۔