टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग

टाइटेनियम मिश्र धातु में उच्च शक्ति, कम घनत्व, अच्छे यांत्रिक गुण, क्रूरता और संक्षारण प्रतिरोध है। इसके अलावा, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में खराब प्रक्रिया प्रदर्शन होता है और इन्हें काटना मुश्किल होता है। गर्म प्रसंस्करण में, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कार्बन जैसी अशुद्धियों को अवशोषित करना बहुत आसान है। खराब घर्षण प्रतिरोध और जटिल उत्पादन प्रक्रियाएं भी हैं। टाइटेनियम का औद्योगिक उत्पादन 1948 में शुरू हुआ। विमानन उद्योग के विकास के लिए टाइटेनियम उद्योग को लगभग 8% की औसत वार्षिक वृद्धि दर से विकसित करने की आवश्यकता है। दुनिया [जीजी] #39; टाइटेनियम मिश्र धातु प्रसंस्करण सामग्री का वार्षिक उत्पादन लगभग 30 टाइटेनियम मिश्र धातु ग्रेड के साथ 40,000 टन से अधिक तक पहुंच गया है। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) और औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम (TA1, TA2 और TA3) हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग मुख्य रूप से विमान के इंजन कंप्रेसर घटकों के उत्पादन के लिए किया जाता है, इसके बाद रॉकेट, मिसाइल और उच्च गति वाले विमानों के संरचनात्मक भागों का उपयोग किया जाता है। 1960 के दशक के मध्य में, टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग सामान्य उद्योग में इलेक्ट्रोलिसिस उद्योग में इलेक्ट्रोड बनाने के लिए, बिजली स्टेशनों में कंडेनसर, पेट्रोलियम शोधन और समुद्री जल विलवणीकरण के लिए हीटर और पर्यावरण प्रदूषण नियंत्रण उपकरणों के लिए किया गया है। टाइटेनियम और इसके मिश्र धातु एक प्रकार की संक्षारण प्रतिरोधी संरचनात्मक सामग्री बन गए हैं। इसके अलावा, इसका उपयोग हाइड्रोजन भंडारण सामग्री के उत्पादन और स्मृति मिश्र धातुओं को आकार देने के लिए भी किया जाता है।

चीन ने 1956 में टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर शोध शुरू किया; 1960 के दशक के मध्य में, टाइटेनियम सामग्री का औद्योगिक उत्पादन शुरू हुआ और TB2 मिश्र धातुओं में विकसित हुआ।

टाइटेनियम मिश्र धातु एयरोस्पेस उद्योग में उपयोग की जाने वाली एक नई महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री है। इसका विशिष्ट गुरुत्व, शक्ति और सेवा तापमान एल्यूमीनियम और स्टील के बीच है, लेकिन यह एल्यूमीनियम और स्टील से अधिक मजबूत है और इसमें उत्कृष्ट समुद्री जल संक्षारण प्रतिरोध और अति-निम्न तापमान प्रदर्शन है। 1950 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने इसे पहली बार F-84 फाइटर बॉम्बर पर गैर-लोड असर वाले घटकों जैसे रियर फ्यूजलेज हीट शील्ड, विंड डिफ्लेक्टर और टेल कवर के रूप में इस्तेमाल किया। 1960 के दशक के बाद से, टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग पीछे के धड़ से मध्य धड़ में स्थानांतरित हो गया, आंशिक रूप से संरचनात्मक स्टील को बदलकर महत्वपूर्ण लोड-असर घटकों जैसे कि बल्कहेड, बीम और फ्लैप स्लाइड बनाने के लिए। सैन्य विमानों में उपयोग किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र धातु की मात्रा तेजी से बढ़ी है, जो विमान संरचना के वजन के 20% से 25% तक पहुंच गई है। 1970 के दशक से, नागरिक विमानों ने बड़ी मात्रा में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग करना शुरू कर दिया। उदाहरण के लिए, बोइंग 747 यात्री विमानों ने 3,640 किलोग्राम से अधिक टाइटेनियम का उपयोग किया। 2.5 से अधिक मच संख्या वाले विमान संरचनात्मक वजन को कम करने के लिए स्टील को बदलने के लिए टाइटेनियम का उपयोग करते हैं। एक अन्य उदाहरण के लिए, यूएस एसआर-71 उच्च-ऊंचाई और उच्च-गति टोही विमान (उड़ान मच संख्या 3, उड़ान ऊंचाई 26212 मीटर), टाइटेनियम में विमान संरचना के वजन का 93% हिस्सा है, तथाकथित [जीजी] उद्धरण ;ऑल-टाइटेनियम [जीजी] उद्धरण; हवाई जहाज। जब एयरो इंजन का थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात 4-6 से 8-10 तक बढ़ जाता है, और कंप्रेसर आउटलेट तापमान 200-300 डिग्री सेल्सियस से 500-600 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, मूल कम दबाव कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड एल्यूमीनियम से बना होना चाहिए इसके बजाय टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग करना चाहिए, या संरचनात्मक वजन को कम करने के लिए उच्च दबाव कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड बनाने के लिए स्टेनलेस स्टील के बजाय टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग करना चाहिए। 1970 के दशक में, एयरो इंजनों में उपयोग किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र धातु की मात्रा आमतौर पर संरचना के कुल वजन का 20% से 30% तक होती थी। यह मुख्य रूप से जाली टाइटेनियम प्रशंसकों, कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड, कास्ट टाइटेनियम कंप्रेसर केसिंग और बिचौलियों जैसे कंप्रेसर घटकों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता था। केस, बेयरिंग हाउसिंग, आदि। अंतरिक्ष यान मुख्य रूप से विभिन्न दबाव वाहिकाओं, ईंधन टैंक, फास्टनरों, उपकरण पट्टियों, संरचनाओं और रॉकेट के गोले के निर्माण के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं की उच्च विशिष्ट शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और कम तापमान प्रतिरोध का उपयोग करता है। कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह, चंद्र मॉड्यूल, मानवयुक्त अंतरिक्ष यान और अंतरिक्ष शटल भी टाइटेनियम मिश्र धातु शीट वेल्डेड भागों का उपयोग करते हैं।