Titaaniseosten periaate

Titaaniseokset ovat seoksia, jotka koostuvat titaanista pohjana ja muista alkuaineista. Titaania on kahdessa allotrooppisessa muodossa: -titaani, jonka kuusikulmainen rakenne on tiiviisti-pakattu alle 882 astetta, ja -titaani, jonka runko{5}}keskitetty kuutiorakenne on yli 882 astetta.

Seosaineet voidaan luokitella kolmeen luokkaan niiden vaikutuksen perusteella faasimuunnoslämpötilaan:

① Elementtejä, jotka stabiloivat faasia ja nostavat faasimuunnoslämpötilaa, kutsutaan -stabiloiviksi elementeiksi, mukaan lukien alumiini, hiili, happi ja typpi. Alumiini on titaaniseosten pääseosaine, joka parantaa merkittävästi seoksen lujuutta sekä huone- että korkeissa lämpötiloissa, pienentää sen ominaispainoa ja lisää sen kimmokerrointa.

② Elementtejä, jotka stabiloivat vaihetta ja alentavat faasimuunnoslämpötilaa, kutsutaan -stabiloiviksi elementeiksi, jotka voidaan jakaa edelleen isomorfisiin ja eutektoidisiin tyyppeihin. Edellinen sisältää molybdeenin, niobiumin ja vanadiinin; jälkimmäinen sisältää kromin, mangaanin, kuparin, raudan ja piin.

③ Elementtejä, joilla on vähän vaikutusta faasimuunnoslämpötilaan, kutsutaan neutraaleiksi elementeiksi, mukaan lukien zirkonium ja tina.

Happi, typpi, hiili ja vety ovat titaaniseosten tärkeimmät epäpuhtaudet. Happi ja typpi liukenevat hyvin faasiin, mikä vahvistaa merkittävästi titaaniseoksia, mutta vähentää niiden plastisuutta. Titaanin happi- ja typpipitoisuuksiksi määritellään tyypillisesti alle 0,15–0,2 % ja 0,04–0,05 %. Vedyn liukoisuus faasiin on erittäin alhainen; liiallinen vedyn liukeneminen titaaniseoksiin muodostaa hydridejä, mikä tekee seoksesta hauraan. Titaaniseosten vetypitoisuus säädellään yleensä alle 0,015 %. Vedyn liukeneminen titaaniin on palautuvaa ja se voidaan poistaa tyhjiöhehkutuksella.