Titanyum Alaşımlarının Prensibi

Titanyum alaşımları, temel olarak titanyum ve diğer elementlerden oluşan alaşımlardır. Titanyum iki allotropik formda bulunur: 882 derecenin altında -sık-sıkı paketlenmiş altıgen yapıya sahip titanyum ve 882 derecenin üzerinde cisim-merkezli kübik yapıya sahip -titanyum.

Alaşım elementleri faz dönüşüm sıcaklığı üzerindeki etkilerine göre üç kategoriye ayrılabilir:

① Faz stabilize eden ve faz dönüşüm sıcaklığını artıran elementlere -kararlılaştırıcı elementler adı verilir; bunlar arasında alüminyum, karbon, oksijen ve nitrojen bulunur. Alüminyum, titanyum alaşımlarındaki ana alaşım elementidir; alaşımın hem oda hem de yüksek sıcaklıklardaki mukavemetini önemli ölçüde artırır, özgül ağırlığını azaltır ve elastik modülünü arttırır.

② Faz stabilize eden ve faz dönüşüm sıcaklığını azaltan elementlere -kararlılaştırıcı elementler adı verilir ve bunlar ayrıca izomorf ve ötektoid tiplere ayrılabilir. İlki molibden, niyobyum ve vanadyumu içerir; ikincisi krom, manganez, bakır, demir ve silikonu içerir.

③ Faz dönüşüm sıcaklığı üzerinde çok az etkisi olan elementlere, zirkonyum ve kalay dahil, nötr elementler denir.

Titanyum alaşımlarındaki ana yabancı maddeler oksijen, nitrojen, karbon ve hidrojendir. Oksijen ve nitrojen fazda yüksek çözünürlüğe sahiptir, titanyum alaşımlarını önemli ölçüde güçlendirir ancak plastisitelerini azaltır. Titanyumdaki oksijen ve nitrojen içeriğinin tipik olarak sırasıyla %0,15-0,2 ve %0,04-0,05'in altında olduğu belirtilir. Hidrojenin fazda çözünürlüğü çok düşüktür; Titanyum alaşımlarında aşırı hidrojen çözünmesi hidritler oluşturacak ve alaşımı kırılgan hale getirecektir. Titanyum alaşımlarındaki hidrojen içeriği genellikle %0,015'in altında kontrol edilir. Hidrojenin titanyumda çözünmesi tersine çevrilebilir ve vakum tavlaması ile giderilebilir.