استخدام التيتانيوم في الصناعات الميكانيكية

اقرأ في هذا المقال


تم استخدام التيتانيوم تقليديًا كمادة خفيفة الوزن وقوية للغاية ومقاومة للتآكل بشكل كبير في الطائرات ومحطات الطاقة الكهربائية ومحطات تحلية مياه البحر والمبادلات الحرارية، في الآونة الأخيرة اقتحم التيتانيوم تطبيقات متزايدة في المنتجات الاستهلاكية والسلع الرياضية ومعدات تكنولوجيا المعلومات (IT) من خلال الاستفادة من مظهره الجمالي السطحي وإحساسه الفاخر.

الفئات الأربع للتيتانيوم

تم تطوير الآلاف من سبائك التيتانيوم ويمكن تجميعها في أربع فئات رئيسية، تعتمد خصائصها على التركيب الكيميائي الأساسي والطريقة التي يتم بها التلاعب بها أثناء التصنيع، بعض العناصر المستخدمة في صناعة السبائك تشمل الألومنيوم والموليبدينوم والكوبالت والزركونيوم والقصدير والفاناديوم، تتمتع سبائك طور ألفا بأقل قوة ولكنها قابلة للتشكيل واللحام، سبائك ألفا بلس بيتا لها قوة عالية، وتتمتع سبائك ألفا القريبة بقوة متوسطة ولكنها تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل، تتمتع سبائك الطور بيتا بأعلى قوة من أي سبائك تيتانيوم ولكنها تفتقر أيضًا إلى الليونة.

هناك فرق بين الدول في تطبيقات التيتانيوم، في حين أن الفضاء يمثل نصف الطلب على التيتانيوم في الولايات المتحدة وأوروبا وروسيا، فإن التطبيقات الصناعية لا سيما في المصانع الكيميائية تهيمن في آسيا، ستستمر هذه الأسواق المتباينة في كونها المحرك الرئيسي للطلب وراء نمو بنسبة 4.6٪  سنوياً.

تطبيقات الفضاء

صناعة الطيران هي أكبر مستخدم لمنتجات التيتانيوم، حيث إنها مادة مفيدة لهذه الصناعة بسبب قوتها العالية لنسبة الوزن وخصائص درجات الحرارة العالية، عادةً ما يستخدم التيتانيوم لأجزاء الطائرات والمثبتات، هذه الخصائص نفسها تجعل التيتانيوم مفيدًا لإنتاج المحركات التوربينة الغازية بينما يتم استخدامه أيضًا لأجزاء أخرى مثل شفرات الضاغط والأغلفة وأغطية المحرك والدروع الحرارية.

تطبيقات الطيران

طائرات عسكرية: تم استخدام  التيتانيوم في طائرة (Lockheed Martin F22) وفي الطائرات بشكل عام منذ ما يقرب من 60 عامًا حتى الآن وخاصة في الطائرات العسكرية، يتكون 42 في المائة من الوزن الهيكلي لطائرة (Lockheed Martin F22)، التي دخلت الخدمة في الولايات المتحدة في نهاية عام 2005 من التيتانيوم، وحتى في الستينيات كان حوالي 93 في المائة من الوزن الهيكلي لـطائرة (Lockheed SR-71 Blackbird) يتكون من سبائك التيتانيوم، كما أنها تستخدم طائرات إيرباص A350 و A380 التجارية.

المصدر: Titanium Powder Metallurgy: Science, Technology and Applications/Ma Qian, ‏Francis H. Froes/3rd edition Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications/Manfred Peters, ‏Christoph Leyens/5th edition Titanium Alloys: Modelling of Microstructure, Properties and Applications/W Sha, ‏S Malinov/6th edition Nonaerospace Uses of Titanium/D. J. Maykuth, ‏R. A. Wood/1st edition


شارك المقالة: