التيتانيوم درجة 38: سبيكة عالية القوة ومقاومة للتآكل

مقدمة

يُمثّل التيتانيوم من الدرجة 38 سبيكة تيتانيوم رائعة تشتهر بمزيجها الاستثنائي من القوة العالية والمقاومة الفائقة للتآكل. نتناول في هذه المقالة الخصائص الفريدة والاستخدامات المتنوعة لهذه السبيكة من التيتانيوم، مسلطين الضوء على دورها الحاسم في الصناعات التي تتطلب قوة ومقاومة للتآكل.

الشكل 1. منتجاتالتيتانيوم درجة 38 تيتانيوم

تيتانيوم الصف 38: التركيب

التيتانيوم معدن متعدد الاستخدامات ويستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، ويأتي في عدة درجات أو سبائك مختلفة. وتشمل درجات التيتانيوم الشائعة الدرجة 1، والدرجة 2، والدرجة 5 (Ti-6Al-4V)، والدرجة 38، وغيرها.

• وتُعدّ الدرجة 1 (Ti-Grade 1، UNS R50250) أكثر سبائك التيتانيوم ليونةوسلاسة.
• بينما توفر الدرجة 5 (Ti-6Al-4V، UNS R56400) مزيجاً ممتازاً من القوة ومقاومة التآكل ومقاومة الحرارة. وهي واحدة من أكثر سبائك التيتانيوم استخداماً.
• كما تُعد الدرجة 38 (Ti-4Al-2Mo-2Sn، UNS R54250) سبيكة قيّمة أيضاً. وهي تتكون من حوالي 4% ألومنيوم، و4% موليبدينوم، و2% فاناديوم، و2% قصدير، و0.5-1.5% حديد، و0.2-0.3% سيليكون، و0.06-0.08% أكسجين، والباقي تيتانيوم.

قراءة ذات صلة: الدرجات المختلفة للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم القائمة على التيتانيوم

التيتانيوم درجة 38 الفوائد

بسبب هذه التركيبة، يتميز التيتانيوم من الدرجة 38 بمقاومة ممتازة للتآكل وقوة عالية.

قوة عالية:

تتميّز الدرجة 38 بقوة شدّ قصوى تبلغ حوالي 1,030 ميجا باسكال (149,000 رطل لكل بوصة مربعة)، وهي أعلى بكثير من سبائك التيتانيوم الأخرى مثل الدرجة 2 (345 ميجا باسكال) والدرجة 5 (895 ميجا باسكال). كما أن قوة خضوعها وصلابتها أعلى أيضاً من سبائك التيتانيوم الأخرى.

ويرجع ذلك إلى أن تركيبة السبيكة تضفي قوة كبيرة على التيتانيوم درجة 38. يُشكّل الألومنيوم والفاناديوم محلولاً صلباً مع مصفوفة التيتانيوم، ما يزيد من قوتها، ويُضاف الحديد والسيليكون لتحسين ليونة السبيكة.

مقاومة التآكل:

تتميّز الدرجة 38 بمقاومتها الاستثنائية للتآكل، ما يجعلها خياراً مثالياً للتطبيقات المعرّضة للمواد المسببة للتآكل، مثل المعالجة البحرية والكيميائية.

حتى أنها تتمتع بمقاومة تآكل أفضل من سبائك التيتانيوم الأخرى مثل الدرجة 5 والدرجة 9. ويرجع ذلك إلى المحتوى العالي من الألومنيوم، الذي يشكّل طبقة أكسيد واقية على سطح السبيكة، مما يمنع المزيد من التآكل.

مقاومة الحرارة:

تحافظ الدرجة 38 على سلامتها وخصائصها حتى في درجات الحرارة المرتفعة. وتزيد هذه الخاصية من ملاءمتها للتطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة، بما في ذلك العمليات الفضائية والصناعية.

توافق حيوي ممتاز:

يتمتع الصف 38 أيضاً بتوافق حيوي جيد، مما يجعله مناسباً للتطبيقات الطبية مثل الغرسات والأدوات الجراحية. سبائك التيتانيوم خاملة بيولوجياً، مما يعني أنها لا تتفاعل مع أنسجة الجسم أو سوائله. وهذه الخاصية تجعلها مثالية للغرسات الطبية، حيث يمكن زراعتها بأمان في الجسم دون التسبب في ردود فعل سلبية.

التيتانيوم درجة 38: التطبيقات

يلعب المزيج الاستثنائي من القوة العالية ومقاومة التآكل الذي تتميز به مواد مثل التيتانيوم صنف 38 دوراً محورياً في مختلف الصناعات.

البحرية والبحرية:

تُعد الدرجة 38 مادة مفضلة للتطبيقات البحرية والبحرية نظراً لمقاومتها الاستثنائية للتآكل. ويستخدم في الهياكل المعرضة لمياه البحر، مما يضمن المتانة وطول العمر في بيئات المياه المالحة القاسية.

المعالجة الكيميائية:

إنّ مقاومته للمواد الكيميائية المسببة للتآكل تجعله خياراً قيّماً لمعدات المعالجة الكيميائية، بما في ذلك المفاعلات والمبادلات الحرارية وخطوط الأنابيب. ويساعد التيتانيوم من الدرجة 38 على الحفاظ على سلامة الأنظمة الحيوية في المصانع الكيميائية المسببة للتآكل.

صناعة الطيران:

في مجال هندسة الطيران والفضاء، يمكن استخدام الرتبة 38 في المكوّنات الهيكلية التي تتطلّب كلاً من القوة ومقاومة التآكل. ويساهم في موثوقية وأداء الطائرات والمركبات الفضائية.

صناعة النفط والغاز:

تُعد هذه السبيكة مهمة في قطاع النفط والغاز، خاصةً في المعدات المستخدمة في الاستخراج والمعالجة. كما أن مقاومتها للسوائل المسببة للتآكل تجعلها مناسبة للتطبيقات البحرية والبرية الصعبة.

الغرسات الطبية: على الرغم من أنها ليست شائعة مثل بعض درجات التيتانيوم الأخرى في المجال الطبي، يمكن استخدام الدرجة 38 في الغرسات الطبية المتخصصة حيث تكون مقاومة التآكل والتوافق الحيوي ضرورية.

الخلاصة

باختصار، يُعدّ التيتانيوم من الدرجة 38 سبيكة تيتانيوم عالية القوة مع مقاومة ممتازة للتآكل، ما يجعله مادة قيّمة في تطبيقات تتراوح بين الهندسة البحرية والفضاء والمعالجة الكيميائية. ومع استمرارنا في التقدم التكنولوجي والبيئي، لا يمكن إنكار أهمية الدرجة 38 في تشكيل مستقبل مرن ومستدام.

نشكرك على القراءة ونأمل أن يساعدك هذا المقال على فهم أفضل للدرجات المختلفة لسبائك التيتانيوم. للمزيد من المعلومات، يُرجى زيارة موقع Stanford Advanced Materials (SAM) للحصول على تفاصيل مستقبلية.