Anasayfa Kimya, Maden, Malzeme Bilimi Havalı Element Titanyum

Havalı Element Titanyum

ddddddSöylenişiyle bizi etkileyen bu havalı metali biraz inceleyelim.

Titanyum yoğunluğu  4.506 g·cm−3  ve semboli Ti olan kimyasal geçiş elementidir ve 1781’de William Gregor tarafından İngiltere’de keşfedilmiştir.

Yüksek korozyon dayanımı, hafiflik , mukavemet / özgül ağırlık oranı sebebiyle geniş kullanım alanına sahiptir;

  • Uzay ve Havacılık
  • Denizcilik
  • Tıp
  • Petrokimya
  • Spor Gereçleri
  • Boya, cila sanayilerinde renk verici madde
  • Kağıt Sanayisinde astar yapımında
  • Savunma Sanayisinde kullanılır.

Fakat en önemli dezavantajı pahalı olmasıdır. Titanyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri zirkonyumun fiziksel özellikleri ile benzerlik gösterir.

Yaygın bir biçimde ve bol miktarda bulunan titanyum , yerkabuğundaki elementler arasında bolluk bakımından 9. sıradadır. Titanyum hemen hemen bütün kayaçlarda, kum, kil ve öbür topraklarda bileşikler halinde bulunur. Titanyuma ayrıca bitkilerde, hayvanlarda, doğal sularda, denizlerin dibinde, göktaşlarında ve yıldızlarda da rastlanır. İlmenit ve rutil en önemli Titanyum cevherleridir. Saf titanyum metalini ilk olarak 1910’da Yeni Zelanda asıllı ABD’li metalurjisi Matthew A. Hunter, hava sızdırmayan çelik bir silindir içinde Titanyum tetraklorürü (TiCl) sodyumla indirgeyerek ayırdı.

Ti,22

Saf titanyum sünek bir metaldir. Yoğunluğu yaklaşık demirin yarısı kadar alüminyumun ise neredeyse iki katı kadardır. Çok iyi parlatılabilir ve paramanyetiktir( mıknatısla zayıf etkileşim gösterir ). Elektrik ve ısı iletkenliği düşüktür.

Titanyum sıcaklığa bağlı olarak 2 kristal yapı gösterir. 882°C’nin altında SDH ( Sıkı Düzen Hegzagonal ) , 882°C’nin üstünde iste YMK ( Yüzey Merkezli Kübik ) yapı gösterir.

Titanyum termodinamik olarak çok reaktif bir metaldir . Fakat titanyumun su ve hava tepkimesi yavaştır korozyon dayanımının nedeni de bu özelliğinden gelmektedir. Bu metal havada yükseltilmiş sıcaklıklarda pasif ve (korozyon direncini artıran) koruyucu bir tabaka oluşturur, ancak oda sıcaklığında kararmaya karşı dirençlidir. İlk oluşumda bu tabaka sadece 1–2 nm kalınlığındadır, ancak kalınlık zamanla yavaşça artmaya devam eder (dört yıl içinde 25 nm’lik bir kalınlığa ulaşabilir. ). Titanyum klor gazı, klorid solüsyonları ve organik asitlerin çoğu ile birlikte, seyreltik sülfürik ve hidroklorik aside karşı dirençlidir.

Titanyum ve Alaşımları

tablo1
Ti-Al6-V4 alaşımının özelliklerinin diğer alaşımlarla karşılaştırılması

Ti ve alaşımları, metal matrisli kompozit malzemelerde matris malzemesi olarak yaygın kullanım alanına sahiptir. Titanyum alaşımları matris olarak kullanıldığında, takviye elemanı ile iyi bir yapışma sağlamaktadır. Bu da ara yüzey mukavemetini arttırıcı bir faktördür. Titanyumun matris olarak kullanıldığı kompozit malzemelerde, en yaygın kullanılan takviye elemanları ise TiC ve SiC’ dür.

Ticari üretimde yaklaşık 25 farklı titanyum alaşımı bulunmaktadır. Alaşımlar mikroyapılarına göre dört genel gruba ayrılabilir.

1 – TİCARİ OLARAK SAF TİTANYUM

 Ticari olarak saf alaşımların dayanımları 240 ile 550 MPa arasında değişir. Saflığın değişimi dayanımdaki farklılıklara neden olur (özellikle de arayer atomlarının ve demirin etkisiyle) Bu elementlerin oranı arttıkça ticari olarak saf titanyumun dayanım artışı plastik deformasyon ile arttırılabilir. Paladyumun ilavesi bazı koşullarda korozyon dayanımını arttırır ama mekanik özellikler üzerinde hiç etkisi yoktur.

2 – ALFA TİTANYUM ALAŞIMLARI

 Bu alaşımların mikro yapıları yüksek oranda α faz ve bazı durumlarda da tamamen α faz içerir. Alfa alaşımları yüksek sıcaklık dayanımı veya sürünme dayanımı istenen uygulamalarda daha çok kullanılırlar.

3 – ALFA-BETA TİTANYUM ALAŞIMLARI

α – β alaşımları tavlanmış koşulda ya da çözelti ısıl işlemi ve yaşlandırılmış koşullarda kullanılabilir.Isıl işlem gördükten sonra bu alaşımlar yüksek dayanım/yoğunluk oranı ve tavlandıklarında mükemmel kırılma tokluğu gösterirler.

 4 – ORTA KARARLI TİTANYUM ALAŞIMLARI

Bu tek fazlı beta koşulunda beta alaşımlarının çok iyi şekillendirilebilme özellikleri vardır. 480ºC den 595ºC ye kadar yaşlandırma ince alfanın, ilk oluşmuş betanın tane sınırlarına çökelmesine neden olur. Bu şekilde çok iyi dayanım elde edilir. Düşük yaşlandırma sıcaklıklarıyla süneklik ve tokluk oldukça düşer. Genellikle yaylarda kullanılır.

Kaynaklar: Vikipedi, marbleport, sakarya.edu.tr, nuveforum, vikisözlük.

TAGS:

Oğuzcan Yurdakul

Karadeniz Teknik Üniversitesi - Metalurji ve Malzeme Mühendisliği 4.Sınıf öğrencisiyim. Araştırmayı seven ve eleştirilere açık biriyim. Eksiğim ve yanlışlarımı iletirseniz çok sevinirim. Keyifli Bilimler.

Facebook Yorumları

MalzemeBilimi.Net Yorumları