Milleks kasutatakse ferrotitaniumi? Kui palju on titaani tänapäeval kg?

Kui palju on titaan kg tänapäeval?

Milleks kasutatakse ferrotitaani?

Ferrotitaniumi (FE-TI), raua (Fe) ja titaani (TI) sulamit, hinnatakse selle ainulaadse tugevuse, kerguse ja korrosioonikindluse kombinatsiooni järgi. Peamised rakendused hõlmavad:
• Teras valmistamine: lisatakse legeeriva ainena, et suurendada terase tugevust, kõvadust ja kulumiskindlust. See parandab ka kõrgtemperatuuri jõudlust ja korrosioonikindlust sellistes rakendustes nagu kosmosekomponendid, torustikud ja rasked masinad.

• SuperAlloys: kasutatakse nikli- või koobaltipõhistes superalloyes reaktiivmootorite, gaasiturbiinide ja tööstusseadmete jaoks, kus soojustakistus ja libisemiskindlus on kriitilised.

• Keevitamine ja kõvajoodistega: toimib täitemetallina spetsiaalsetes keevitusvardades või puuraukumissulamites, et liituda ülitugevate teraste või titaansulamitega.

• Kaitse- ja kosmosekosmose: kasutatakse õhusõidukite ja sõjalise riistvara kergetes konstruktsioonikomponentides selle suure tugevuse ja kaalu suhte tõttu.

Milline on ferrotitaani koosseis?

Ferrotitaan sisaldab tavaliselt 10–50% titaani (TI) kaalu järgi, tasakaaluga on raud (Fe). Sõltuvalt tootmismeetoditest võivad esineda sellised lisandid nagu alumiinium (Al), räni (SI), süsinik (C) ja hapnik (O). Levinumad kaubaajad hõlmavad järgmist:
• Madala TI hinded (10–20% Ti): kasutatakse üldise terase legeerimiseks.

• Keskmine-TI hinded (30–40% Ti): ülitugevate teraste jaoks.

• Kõrg-TI klassid (45–50% Ti): spetsiaalsete superrallide või kosmoserakenduste jaoks.

Kui tugev on ferrotitaan?

Ferrotitaniumi tugevus sõltub selle titaanisisaldusest:
• tõmbetugevus: ulatub vahemikus ~ 500–1200 MPa (72 500–174 000 psi), suurem titaanisisaldus on korrelatsioonis suurema tugevusega. Näiteks võib 30% TI hinne ilmneda ~ 800–1000 MPa tõmbetugevust.

• Kõvadus: suureneb titaanisisaldusega, tavaliselt vahemikus 150–350 HB (Brinelli kõvadus), muutes selle raskemaks kui tavaline süsinikteras, kuid vähem habras.

• Lahendus: säilitab mõistliku elastsuse (pikenemine ~ 15–25%) madalama titaanisisalduse korral, ehkki kõrgemad TI hinded võivad olla vähem moodustatavad.

​Kuidas teha ferrotitaniumi?​

Ferrotitanium toodetakse kahe peamise meetodi abil:

1.Karmbotermiline vähendamine (elektrikaare ahi, EAF)​:

• toorained: titaanmaagi (nt ilmenit, fetio₃; või rutile, tio₂), rauamaagi (või vanaraua) ja süsinikurikas redutseeriv aine (koks või kivisüsi).

• Protsess: laaditud EAF -i ja kuumutatud ~ 1600–1800 kraadi. Süsin vähendab titaanoksiide (nt tio₂ + 2 c → ti + 2 CO ↑), samal ajal kui raudoksiidid redutseeritakse metalliliseks rauaks. Sulatatud Ti ja Fe sulam koos lisanditega (nt Sio₂, al₂o₃), mis moodustab räbu.

• Tulemus: toodab madalama puurveo ferrotitaani (10–30% Ti) koos süsiniku ja muude elementidega.

2.Aluminotermiline vähendamine (termiidiprotsess)​:

• Toorained: titaandioksiid (Tio₂), alumiiniumpulber (redutseeriv aine) ja rauajäätmed.

• Protsess: süüdatakse tio₂, Al ja Fe segu, mis käivitab eksotermilise reaktsiooni:

3TiO2 +4 al+fe → 3ti+Al2 O3+Fe.

• Tulemus: kõrge puhtusastmega ferrotitaan (30–50% Ti) minimaalsete lisanditega, mis sobib lennundus- või superalloy rakenduste jaoks.

Mõlemad meetodid annavad homogeense sulami, sõltuvalt vajalikust puhtusest ja titaanisisaldusest.