সর্বাধিক অনুমোদিত অক্সিজেন সামগ্রী- GR.5 Ti

1. GR.5 টাইটানিয়াম খাদের মধ্যে সর্বাধিক অনুমোদিত অক্সিজেন সামগ্রী

Ti-6Al-4V (গ্রেড 5, GR.5) টাইটানিয়াম খাদের জন্য, যান্ত্রিক এবং জারা কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করার জন্য সর্বোচ্চ অনুমোদিত অক্সিজেন সামগ্রী কঠোরভাবে আন্তর্জাতিক মান দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

মূল শিল্প মান অনুযায়ী (যেমন,ASTM B348বার/রডের জন্য,ASTM B265শীট/প্লেটের জন্য,ASTM B861বিজোড় টিউব জন্য, এবংএএমএস 4928মহাকাশ-গ্রেড উপাদানের জন্য),সর্বাধিক অক্সিজেনের পরিমাণ 0.20 wt%(ওজন শতাংশ) GR.5 এর বেশিরভাগ বাণিজ্যিক এবং মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য।

অক্সিজেন হল টাইটানিয়ামের একটি আন্তঃস্থায়ী সংকর উপাদান যা একটি কঠিন সমাধান শক্তিশালীকারী হিসাবে কাজ করে, প্রসার্য শক্তি এবং কঠোরতা উন্নত করে। যাইহোক, 0.20 wt% সীমা অতিক্রম করার ফলে নমনীয়তা, ফ্র্যাকচার শক্ততা এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটে, যা গতিশীল বা চক্রীয় লোডের অধীনে খাদকে ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারের প্রবণ করে তোলে। অতি-উচ্চ-পারফরম্যান্স মহাকাশের উপাদানগুলির জন্য (যেমন, ইঞ্জিন ডিস্ক বা ল্যান্ডিং গিয়ার), কিছু বিশেষ মানগুলি শক্তি এবং দৃঢ়তার ভারসাম্যের জন্য কঠোর সীমা (যেমন, 0.18 wt% অক্সিজেন) আরোপ করতে পারে।

2. GR.5 টাইটানিয়াম খাদ এর রাসায়নিক স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে অমেধ্য

GR.5 এর রাসায়নিক স্থিতিশীলতা পরিষেবা পরিবেশে (যেমন, সামুদ্রিক, রাসায়নিক, শারীরিক তরল, বা উচ্চ-তাপমাত্রা বায়ুমণ্ডল) এর ক্ষয়, অক্সিডেশন এবং রাসায়নিক অবক্ষয়ের প্রতিরোধকে বোঝায়। বেশ কিছু অমেধ্য এই স্থিতিশীলতার সাথে আপস করতে পারে, তাদের প্রভাবগুলি ঘনত্ব এবং পরিষেবার অবস্থার উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত হয়:

আয়রন (Fe)

Fe হল GR.5-এ একটি সাধারণ অশুচিতা, যার আদর্শ সর্বোচ্চ সীমা 0.30 wt% (প্রতি ASTM B348)। এই থ্রেশহোল্ডের উপরে ঘনত্বে, Fe / ফেজের সীমানায় বিচ্ছিন্ন হয়, ভঙ্গুর আন্তঃধাতু পর্যায়গুলি গঠন করে (যেমন, TiFe)। এই পর্যায়গুলি ক্ষয় সূচনা সাইট হিসাবে কাজ করে, ক্লোরাইড-যুক্ত পরিবেশে (যেমন, সমুদ্রের জল বা উপকূলীয় বায়ুমণ্ডল) ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে। অতিরিক্ত Fe অ্যাসিডিক বা লবণে ভারাক্রান্ত মিডিয়াতে স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং (SCC) এর প্রতি খাদের প্রতিরোধ ক্ষমতাকেও হ্রাস করে।

কার্বন (C)

GR.5-এ সর্বাধিক অনুমোদিত কার্বন সামগ্রী হল 0.08 wt% (ASTM মান)। উচ্চতর কার্বনের মাত্রা শক্ত, ভঙ্গুর টাইটানিয়াম কার্বাইড (TiC) অবক্ষয় তৈরি করে, যা ইউনিফর্ম + মাইক্রোস্ট্রাকচারকে ব্যাহত করে। টিআইসি কণাগুলি মাইক্রোক্র্যাক নিউক্লিয়েশন সাইট হিসাবে কাজ করে এবং ক্ষয়কারী পরিবেশে অ্যালোয়ের নিষ্ক্রিয় করার ক্ষমতা হ্রাস করে, সাধারণ এবং স্থানীয় ক্ষয়ের প্রতিরোধকে দুর্বল করে। উচ্চ-তাপমাত্রার প্রয়োগে (৩০০ ডিগ্রি /৫৭২ ডিগ্রি ফারেনহাইটের উপরে), অতিরিক্ত কার্বন অ-প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড স্তর গঠনের প্রচার করে জারণকে ত্বরান্বিত করে।

নাইট্রোজেন (N)

নাইট্রোজেন GR.5 এ সর্বাধিক 0.05 wt% পর্যন্ত সীমাবদ্ধ। অক্সিজেনের মতো, নাইট্রোজেন একটি অন্তর্বর্তী শক্তিশালী, কিন্তু অতিরিক্ত নাইট্রোজেন টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (TiN) অবক্ষয় তৈরি করে। টিআইএন অত্যন্ত ভঙ্গুর এবং খাদটির নমনীয়তা হ্রাস করে, পাশাপাশি প্যাসিভ TiO₂ ফিল্মের অখণ্ডতাও নষ্ট করে যা ক্ষয় সুরক্ষা প্রদান করে। বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে (যেমন, অর্থোপেডিক ইমপ্লান্ট), নাইট্রোজেন অমেধ্য স্থানীয় প্রদাহকে প্ররোচিত করে এবং শারীরিক তরল (যেমন, সিমুলেটেড বডি ফ্লুইড, SBF) ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে জৈব সামঞ্জস্যের সাথে আপস করতে পারে।

হাইড্রোজেন (H)

হাইড্রোজেনের GR.5 তে কঠোরতম সীমা রয়েছে, সাধারণত বেশিরভাগ গ্রেডের জন্য 0.015 wt% (150 ppm) এ সীমাবদ্ধ। এমনকি হাইড্রোজেন পরিমাণ ট্রেস কারণ হতে পারেহাইড্রোজেন ভ্রান্তি (HE)টাইটানিয়াম খাদ মধ্যে. হাইড্রোজেন জালির মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে এবং শস্যের সীমানা বা ফেজ ইন্টারফেস বরাবর ভঙ্গুর হাইড্রাইড ফেজ (যেমন, TiH₂) গঠন করে। এই হাইড্রাইডগুলি তীব্রভাবে নমনীয়তা এবং শক্ততা হ্রাস করে এবং প্রসার্য বা চক্রীয় লোডের অধীনে, তারা অকাল ফ্র্যাকচারকে ট্রিগার করে। রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ পরিবেশে (যেমন, অ্যাসিডিক দ্রবণ বা হাইড্রোজেন-সমৃদ্ধ গ্যাস), হাইড্রোজেন পিকআপ ত্বরান্বিত হয়, রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক স্থিতিশীলতার সাথে আরও আপস করে।

সিলিকন (Si)

সিলিকন হল একটি ট্রেস অপরিষ্কার যার সর্বোচ্চ সীমা GR.5 এ 0.10 wt%। যদিও অল্প পরিমাণে Si অক্সাইড স্তরকে স্থিতিশীল করে উচ্চ-তাপমাত্রার অক্সিডেশন প্রতিরোধের উন্নতি করতে পারে, অতিরিক্ত Si সিলিসাইড অবক্ষেপণ তৈরি করে (যেমন, Ti₅Si₃)। এই অবক্ষয়গুলি ক্ষারীয় বা অক্সিডাইজিং মিডিয়াতে ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে এবং ক্ষয়কারী পরিবেশে খাদটির ক্লান্তি জীবনকে হ্রাস করে। উচ্চ তাপমাত্রায় চালিত মহাকাশ ইঞ্জিনের উপাদানগুলিতে, অতিরিক্ত Si অকাল অক্সিডেশন এবং স্কেলিং ঘটাতে পারে।