Thép titanium là gì? Đặc tính và ứng dụng của Thép titanium?

1. Thép titanium là gì?

Titan là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là Ti và số nguyên tử 22. Nó là một kim loại chuyển tiếp bóng có màu bạc, mật độ thấp và độ bền cao, có khả năng chống ăn mòn trong nước biển, nước cường toan và clo.

Đó là một thuật ngữ cố ý gây hiểu lầm vì không có Titanium được sử dụng trong sản phẩm, nhưng theo quan điểm của chúng tôi, việc gắn nhãn “Thép Titan” trên một sản phẩm sẽ khuyến khích sự nhầm lẫn. Tệ hơn nữa, nếu bạn bị dị ứng với Niken hoặc Thép không gỉ và nghĩ rằng bạn mua titan thì bạn sẽ có phản ứng.

Tất cả những sự nhầm lẫn có thể mang lại cho Titanium một cái tên xấu.

Titan được William Gregor phát hiện ở Cornwall, Vương quốc Anh vào năm 1791 và được Martin Heinrich Klaproth đặt tên theo các Titan trong thần thoại Hy Lạp. Nguyên tố này xuất hiện trong một số mỏ khoáng sản, chủ yếu là rutil và ilmenit, chúng phân bố rộng rãi trong vỏ Trái đất và thạch quyển; nó được tìm thấy trong hầu hết các sinh vật, cũng như các khối nước, đá và đất. Kim loại này được chiết xuất từ ​​các quặng khoáng chính của nó bằng quy trình Kroll và Hunter. Hợp chất phổ biến nhất, titanium dioxide, là chất xúc tác quang phổ biến và được sử dụng trong sản xuất chất màu trắng. Các hợp chất khác bao gồm titan tetraclorua (TiCl4), một thành phần của màn khói và chất xúc tác; và titan triclorua (TiCl3), được sử dụng làm chất xúc tác trong sản xuất polypropylene.

Titan có thể được hợp kim hóa với sắt, nhôm, vanadi và molypden, trong số các nguyên tố khác, để tạo ra các hợp kim nhẹ, bền cho hàng không vũ trụ (động cơ phản lực, tên lửa và tàu vũ trụ), quân sự, các quy trình công nghiệp (hóa chất và hóa dầu, nhà máy khử muối, bột giấy, và giấy), ô tô, nông nghiệp (nông nghiệp), bộ phận giả y tế, cấy ghép chỉnh hình, dụng cụ và dụng cụ nha khoa và nội nha, cấy ghép nha khoa, đồ thể thao, đồ trang sức, điện thoại di động và các ứng dụng khác.

Hai đặc tính hữu ích nhất của kim loại là khả năng chống ăn mòn và tỷ lệ độ bền trên mật độ, cao nhất so với bất kỳ nguyên tố kim loại nào. Trong điều kiện không hợp kim, titan mạnh như một số loại thép, nhưng ít đặc hơn. Có hai dạng dị hướng và năm dạng đồng vị tự nhiên của nguyên tố này, 46Ti đến 50Ti, với 48Ti là phổ biến nhất (73,8%). Mặc dù titan và zirconi có cùng số electron hóa trị và ở cùng một nhóm trong bảng tuần hoàn, nhưng chúng khác nhau về nhiều tính chất hóa học và vật lý.

Thép titanium có tên trong tiếng Anh là: “Titanium steel”.

2. Đặc tính của thép titanium:

– Tính chất vật lý

Là một kim loại, titan được công nhận là có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Nó là một kim loại mạnh với mật độ thấp, khá dẻo (đặc biệt là trong môi trường không có oxy), bóng và có màu trắng kim loại. Điểm nóng chảy tương đối cao (1,668 ° C hoặc 3,034 ° F) làm cho nó hữu ích như một kim loại chịu lửa. Nó là chất thuận từ và có độ dẫn điện và dẫn nhiệt khá thấp so với các kim loại khác. Titan là siêu dẫn khi được làm lạnh dưới nhiệt độ tới hạn của nó là 0,49 K.

Các loại titan tinh khiết thương mại (99,2% tinh khiết) có độ bền kéo cuối cùng khoảng 434 MPa (63.000 psi), bằng với các hợp kim thép thông thường, cấp thấp, nhưng ít đặc hơn. Titan đặc hơn nhôm 60%, nhưng bền hơn gấp đôi so với hợp kim nhôm 6061-T6 được sử dụng phổ biến nhất. Một số hợp kim titan nhất định (ví dụ, Beta C) đạt được độ bền kéo trên 1.400 MPa (200.000 psi). Tuy nhiên, titan mất đi độ bền khi đun nóng trên 430 ° C (806 ° F).

Titan không cứng như một số loại thép nhiệt luyện; nó không có từ tính và dẫn nhiệt và dẫn điện kém. Việc gia công cần phải có các biện pháp phòng ngừa, vì vật liệu có thể bị chảy nước trừ khi sử dụng các dụng cụ sắc nhọn và các phương pháp làm mát thích hợp. Giống như kết cấu thép, những kết cấu làm từ titan có giới hạn mỏi đảm bảo tuổi thọ trong một số ứng dụng.

Kim loại này là một dạng thù hình lưỡng hình của một dạng lục giác α biến đổi thành dạng β lập phương tâm (mạng tinh thể) ở 882 ° C (1,620 ° F). Nhiệt dung riêng của dạng α tăng đột ngột khi nó được nung nóng đến nhiệt độ chuyển tiếp này nhưng sau đó giảm xuống và không đổi đối với dạng β bất kể nhiệt độ.

– Tính chất hóa học

Sơ đồ Pourbaix cho titan trong nước tinh khiết, axit pecloric hoặc natri hydroxit

Giống như nhôm và magiê, bề mặt của kim loại titan và các hợp kim của nó bị ôxy hóa ngay lập tức khi tiếp xúc với không khí để tạo thành một lớp thụ động mỏng không xốp bảo vệ kim loại khối khỏi bị ôxy hóa hoặc ăn mòn thêm. Khi mới hình thành, lớp bảo vệ này chỉ dày 1–2 nm nhưng nó tiếp tục phát triển chậm, đạt độ dày 25 nm trong 4 năm. Lớp này giúp titan có khả năng chống ăn mòn cực tốt, gần như tương đương với bạch kim.

Titan có khả năng chịu được sự tấn công của axit sulfuric và hydrochloric loãng, dung dịch clorua và hầu hết các axit hữu cơ. Tuy nhiên, titan bị ăn mòn bởi axit đậm đặc. Như được chỉ ra bởi thế oxy hóa khử âm của nó, titan về mặt nhiệt động lực học là một kim loại rất dễ phản ứng, cháy trong môi trường bình thường ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy. Chỉ có thể nóng chảy trong môi trường trơ ​​hoặc trong chân không. Ở 550 ° C (1.022 ° F), nó kết hợp với clo. Nó cũng phản ứng với các halogen khác và hấp thụ hydro.

Titan dễ dàng phản ứng với ôxy ở 1.200 ° C (2.190 ° F) trong không khí và ở 610 ° C (1.130 ° F) trong ôxy tinh khiết, tạo thành titanium dioxide. Titan là một trong số ít các nguyên tố cháy trong khí nitơ tinh khiết, phản ứng ở 800 ° C (1.470 ° F) để tạo thành nitrua titan, gây ra hiện tượng lún. Do khả năng phản ứng cao với oxy, nitơ và nhiều loại khí khác, titan bay hơi từ các sợi là cơ sở cho các máy bơm thăng hoa titan, trong đó titan đóng vai trò là chất thu hồi các khí này bằng cách liên kết hóa học với chúng. Những máy bơm như vậy tạo ra áp suất cực thấp trong các hệ thống chân không cực cao một cách rẻ tiền.

3. Ứng dụng của thép titanium:

Vì hầu hết mọi người không bị dị ứng với Thép không gỉ nên hầu hết mọi người sẽ không nhận thấy sự khác biệt. Thép không gỉ cũng dễ gia công hơn nhiều, vì vậy bạn có thể đúc các hình dạng dễ dàng hơn và rẻ hơn. Trong đó Titanium đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật đúc rất cao và máy công cụ cứng hơn.

Đôi khi nó có vẻ như là một cách để tính phí nhiều hơn cho các sản phẩm Thép không gỉ và cắt giảm các sản phẩm Titanium trong khi mượn tên Titanium. Nó có thể là một vấn đề văn hóa hoặc chỉ là thực hành kinh doanh khôn ngoan. Chúng tôi đã thấy vấn đề này trên các trang web sản xuất ở nước ngoài và các trang web tìm nguồn cung ứng. Bán các sản phẩm là “Thép Titan” hoặc thậm chí là Titan, khi chúng không phải. Chủ cửa hàng có thể mua những thứ này để bán mà không cần biết chất liệu thật.

Đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải tìm đến một nguồn uy tín.

“Thép Titan” cũng có thể được sử dụng để mô tả các sản phẩm vật liệu hỗn hợp. Một số khuyên trên cơ thể có trục bằng titan nhưng móng vuốt giữ đá quý (khó sản xuất hơn) là thép không gỉ. Chúng tôi cũng đã thấy những thứ này được dán nhãn là Titanium và mặc dù không phải là sai sự thật, chỉ một phần của sản phẩm là Titanium, nó không hoàn toàn đúng.

Nếu bạn mua sắm bông tai và dây chuyền Titan. Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng các mặt sau và móc cài cũng là Titan chứ không phải là “Thép Titan”. Các cửa hàng khuyên tai khác có thể có trụ Titan và ốp lưng bằng thép và đôi khi chúng được dán nhãn là “Thép Titan” hoặc dễ dàng bỏ sót mô tả về ốp lưng. Chúng tôi chỉ sử dụng Titan sự ủng hộ.

Giống như mọi ngành đều có những nhà cung cấp tốt và xấu, nếu chủ cửa hàng hoặc người dùng cuối của bạn, hãy luôn hỏi loại. Thép không gỉ thường là 316, Titanium thường được phân loại như “Lớp 2” hoặc “Lớp 5”. Nếu nó có vẻ quá tốt là đúng thì bình thường là như vậy.