टाइटेनियम मोलिब्डेनम मिश्र धातु: चरण संरचना, कठोरता और यांत्रिक गुण

टाइटेनियम {{0}मोलिब्डेनम मिश्र धातु बाइनरी टाइटेनियम मिश्र धातु का एक कॉम्पैक्ट, अच्छी तरह से अध्ययन किया गया परिवार है जिसमें मोलिब्डेनम बीटा {{2}स्थिर तत्व के रूप में कार्य करता है। मोलिब्डेनम सामग्री में मामूली परिवर्तन भी मिश्र धातु को चरण संरचनाओं की एक श्रृंखला में ले जाता है, और प्रत्येक चरण कठोरता, झुकने की ताकत और कठोरता का एक अलग संतुलन लाता है। 6 से 20 wt% Mo युक्त बाइनरी Ti{5}}Mo मिश्रधातुओं पर प्रकाशित कार्य इसलिए एक उपयोगी संदर्भ बिंदु है जब कम-मापांक या उच्च-कठोरता वाली टाइटेनियम सामग्री का चयन किया जा रहा हो।

बाइनरी टीआई -मो मिश्रधातु की चरण संरचना

प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि कास्ट Ti{0}}Mo मिश्र धातुओं की क्रिस्टल संरचना और आकारिकी उनकी मोलिब्डेनम सामग्री के प्रति संवेदनशील हैं। अनुक्रम अचानक होने के बजाय प्रगतिशील है, यही कारण है कि मोलिब्डेनम स्तर किसी भी विनिर्देश में ठीक करने वाला पहला चर है।

मोलिब्डेनम सामग्री	प्रमुख संरचना	आकृति विज्ञान नोट
व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम	षटकोणीय अल्फ़ा-अभाज्य ( ')	पंख-आकृति विज्ञान की तरह
6 wt% मो	फाइन एसिक्यूलर मार्टेंसिटिक ऑर्थोरोम्बिक अल्फा-डबल-प्राइम ( ″)	महीन एसिक्यूलर मार्टेंसाइट
7.5 wt% मो	मार्टेंसिटिक ″ पूरे मिश्र धातु पर हावी है	एकल प्रमुख ″ संरचना
10 wt% Mo और इससे अधिक	बीटा () चरण बरकरार रखा गया	एकमात्र प्रमुख चरण बन जाता है

सीमा के निचले सिरे पर, जब मोलिब्डेनम लगभग 6 wt% तक पहुंच जाता है, तो व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम का हेक्सागोनल चरण एक महीन एसिक्यूलर मार्टेंसिटिक ″ संरचना का मार्ग प्रशस्त करता है। 7.5 wt% Mo पर संपूर्ण मिश्र धातु मार्टेंसिटिक ″ संरचना पर हावी है। लगभग 10 wt% Mo से ऊपर की ओर बनाए रखा चरण एकमात्र प्रमुख चरण बन जाता है, और सामग्री मार्टेंसिटिक के बजाय बीटा टाइटेनियम मिश्र धातु के रूप में व्यवहार करती है।

Ti{0}}Mo शृंखला में कठोरता

कठोरता चरण संरचना को ट्रैक करती है। जांचे गए सभी Ti{1}}Mo मिश्रधातुओं में, ″ चरण Ti-7.5Mo मिश्रधातु में सबसे कम कठोरता थी, जबकि 10 और 12.5 wt% Mo वाले चरण मिश्रधातु में सबसे अधिक कठोरता थी। Ti-7.5Mo की सूक्ष्म कठोरता Ti-6Al-4V की तुलना में 10.5% कम और Ti-13Nb-13Zr की तुलना में 7.7% कम थी।

Ti-7.5Mo (″)- बाइनरी श्रृंखला में सबसे नरम ग्रेड, और सूक्ष्म कठोरता के संदर्भ में Ti-6Al-4V और Ti-13Nb-13Zr दोनों से नरम।

Ti-10Mo और Ti-12.5Mo ( )- श्रृंखला में सबसे कठिन ग्रेड, पूरी तरह से बरकरार बीटा संरचना को दर्शाता है।

व्यावहारिक पढ़नाजैसे-जैसे संरचना ″ से ″ की ओर बढ़ती है, वैसे-वैसे कठोरता बढ़ती है, इसलिए मोलिब्डेनम सामग्री का उपयोग घिसाव और विरूपण प्रतिक्रिया को ठीक करने के लिए किया जा सकता है।

झुकने की ताकत और फ्लेक्सुरल मापांक

ताकत और कठोरता एक ही प्रवृत्ति का पालन नहीं करते हैं, और यही बात श्रृंखला को दिलचस्प बनाती है। Ti-7.5Mo की झुकने की ताकत Ti-15Mo और Ti-13Nb-13Zr के समान है, और व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम से अधिक है। इसलिए जब मिश्र धातु को उसकी कम कठोरता के लिए चुना जाता है तो ताकत का त्याग नहीं किया जाता है।

″-प्रभुत्व वाले Ti-7.5Mo मिश्र धातु का फ्लेक्सुरल मापांक विकल्पों की तुलना में स्पष्ट रूप से कम है:

Ti-15Mo से 22% कम

Ti-6Al-4V से 47% कम

Ti-13Nb-13Zr से 17% कम

व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम से लगभग 40% कम

मध्यम शक्ति और कम मापांक का संयोजन असामान्य है, और यह बताता है कि क्यों ″ टाइटेनियम - मोलिब्डेनम मिश्र धातु ध्यान आकर्षित करते हैं जहां एक घटक को विरोध करने के बजाय झुकना पड़ता है।

निम्न-मापांक संयोजन क्यों मायने रखता है

कई टाइटेनियम अनुप्रयोगों में, अत्यधिक कठोरता एक लाभ के बजाय एक दायित्व है। आसपास की सामग्री से कहीं ऊपर का मापांक इंटरफ़ेस पर तनाव को केंद्रित करता है, और कठोर घटक भार का अनुपातहीन हिस्सा वहन करता है। झुकने की शक्ति को तुलनीय स्तर पर रखते हुए मापांक को कम करने से भार पथ को अधिक समान रूप से साझा किया जा सकता है, जो भार वहन करने वाले घटकों के लिए कम {{2}मापांक टाइटेनियम मिश्र धातुओं में रुचि के पीछे का तंत्र है जो आसन्न भागों की लोचदार प्रतिक्रिया से मेल खाना चाहिए।

कठोरता डेटा चित्र को पूरा करता है। जहां कम मापांक की आवश्यकता होती है, वहां लगभग 7.5 wt% Mo पर ″ संरचना प्राकृतिक विकल्प है; जहां उच्च कठोरता को प्राथमिकता दी जाती है और कड़ी प्रतिक्रिया स्वीकार्य होती है, वहां 10 wt% Mo और इससे ऊपर की बनाए रखी गई संरचनाएं अधिक उपयुक्त होती हैं। क्योंकि चरण संरचना मोलिब्डेनम सामग्री के प्रति इतनी संवेदनशील है, छोटे संरचना अंतर मापने योग्य संपत्ति अंतर में बदल जाते हैं, और एक विनिर्देश जो मोलिब्डेनम रेंज को खुला छोड़ देता है वह सुसंगत गुण प्रदान नहीं करेगा।

चयन और प्रसंस्करण मार्गदर्शन

पहले मोलिब्डेनम रेंज को ठीक करें- चरण, और इसलिए कठोरता और मापांक, सीधे इससे अनुसरण करते हैं। कुछ वज़न प्रतिशत के परिवर्तन को सामग्री के परिवर्तन के रूप में मानें।

तैयार उत्पाद में चरण की पुष्टि करें- एक्स{{1}कास्ट या ताप पर किरण विवर्तन-उपचारित स्थिति यह सत्यापित करने का सीधा तरीका है कि ″, या मिश्रण प्राप्त किया गया है।

उन गुणों को मापें जो मायने रखते हैंघिसाव और विरूपण व्यवहार के लिए - सूक्ष्मकठोरता, और झुकने की ताकत और लचीले मापांक के लिए तीन -बिंदु झुकना।

ज्ञात सन्दर्भों से तुलना करें- Ti-6Al-4V, Ti-15Mo और Ti-13Nb-13Zr कठोरता, झुकने की ताकत और मापांक तुलना के लिए स्थापित आधार रेखाएं प्रदान करते हैं।

कास्टिंग संवेदनशीलता की अपेक्षा करें- क्योंकि संरचना और आकारिकी मोलिब्डेनम सामग्री पर निर्भर करती है, कास्टिंग के दौरान थर्मल इतिहास और किसी भी बाद के उपचार को नियंत्रित और प्रलेखित किया जाना चाहिए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: किस Ti{0}}Mo मिश्रधातु की कठोरता सबसे कम है?
अध्ययन किए गए बाइनरी टाइटेनियम-मोलिब्डेनम मिश्रधातुओं में ″ चरण Ti-7.5Mo मिश्रधातु की कठोरता सबसे कम है।

प्रश्न: श्रृंखला में कौन सी मिश्र धातुएँ सबसे कठोर हैं?
10 और 12.5 wt% Mo युक्त चरण मिश्र धातुओं ने श्रृंखला की उच्चतम कठोरता दिखाई।

प्रश्न: सूक्ष्म कठोरता में Ti-7.5Mo की तुलना Ti-6Al-4V से कैसे की जाती है?
इसका सूक्ष्म कठोरता मान Ti-6Al-4V की तुलना में 10.5% कम है और Ti-13Nb-13Zr की तुलना में 7.7% कम है।

प्रश्न: क्या Ti-7.5Mo अन्य टाइटेनियम मिश्र धातुओं की तुलना में झुकने में कमजोर है?
नहीं, इसकी झुकने की ताकत Ti-15Mo और Ti-13Nb-13Zr के समान है, और व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम से अधिक है।

प्रश्न: ″ Ti-7.5Mo का फ्लेक्सुरल मापांक कितना कम है?
यह Ti-15Mo से 22% कम, Ti-6Al-4V से 47% कम, Ti-13Nb-13Zr से 17% कम और व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम से लगभग 40% कम है।

प्रश्न: मोलिब्डेनम सामग्री इतनी अधिक क्यों मायने रखती है?
क्योंकि कास्ट मिश्र धातु की क्रिस्टल संरचना और आकारिकी इसके प्रति संवेदनशील होती है: 6 wt% Mo बारीक एसिक्यूलर मार्टेंसिटिक ″ देता है, 7.5 wt% Mo पर ″ का प्रभुत्व होता है, और 10 wt% Mo या अधिक पत्तियां एकमात्र प्रमुख चरण के रूप में बरकरार रहती हैं।

प्रश्न: इस संपत्ति मानचित्र का व्यावहारिक उपयोग क्या है?
यह मिश्र धातु को अनुप्रयोग के साथ मिलान करने की अनुमति देता है - ″ संरचना जहां कम मापांक की आवश्यकता होती है, और संरचनाएं जहां उच्च कठोरता को प्राथमिकता दी जाती है।