1. ঘরের তাপমাত্রায় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (25 ডিগ্রি)
বাণিজ্যিকভাবে বিশুদ্ধ (CP) টাইটানিয়াম (যেমন, GR.1/GR.2)
ঘরের তাপমাত্রায় সিপি টাইটানিয়ামের একটি একক -ফেজ মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে। এর প্রসার্য শক্তি 240-485 MPa (GR.1 থেকে GR.2) পর্যন্ত, যার প্রসারিত মান 20-30% এবং উচ্চ ফ্র্যাকচার শক্ততা (60 MPa·m¹/² এর চেয়ে বেশি বা সমান)। বৈশিষ্ট্যগুলি আন্তঃস্থায়ী উপাদান (O, N, C): উচ্চতর অক্সিজেন উপাদান শক্তি বাড়ায় কিন্তু নমনীয়তা হ্রাস করে। ঘরের তাপমাত্রায়, CP টাইটানিয়ামের ভাল গঠনযোগ্যতা এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, এটিকে রাসায়নিক পাইপিং এবং মেডিকেল ইমপ্লান্টের মতো অ{11}}উচ্চ{12}}চাপ প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত করে তোলে
.+ টাইটানিয়াম অ্যালয় (যেমন, GR.5/Ti-6Al-4V)
ঘরের তাপমাত্রায় GR.5 এর একটি দ্বৈত + ফেজ গঠন রয়েছে। অ্যানিলেড অবস্থায়, এর প্রসার্য শক্তি 860–৯০০ MPa, ফলন শক্তি ~800 MPa, প্রসারণ ~10–15%, এবং ক্লান্তি শক্তি (10⁷ চক্র) ~400 MPa। ভারসাম্যপূর্ণ + মাইক্রোস্ট্রাকচার শক্তি, নমনীয়তা এবং দৃঢ়তার মধ্যে একটি লেনদেন{12}} প্রদান করে, যখন এর কম ইলাস্টিক মডুলাস (110 GPa, ~50% স্টিল) বায়োমেডিকাল ইমপ্লান্টে স্ট্রেস শিল্ডিং হ্রাস করে এবং মহাকাশ কাঠামোতে কম্পন স্যাঁতসেঁতে উন্নতি করে।
2. উচ্চ তাপমাত্রায় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (200 ডিগ্রি/300 ডিগ্রি)
শক্তি এবং দৃঢ়তা হ্রাস
200 ডিগ্রিতে, অ্যানিলড GR.5-এর প্রসার্য শক্তি ঘরের তাপমাত্রার তুলনায় ~10-15% (750–780 MPa পর্যন্ত) হ্রাস পায় এবং 300 ডিগ্রিতে, এটি ~20-25% (650-700 MPa থেকে) কমে যায়। বর্ধিত স্থানচ্যুতি গতিশীলতা এবং আন্তঃপরমাণু বন্ধন শক্তি হ্রাসের কারণে ফলনের শক্তিও হ্রাস পায় (200 ডিগ্রিতে ~700 MPa এবং 300 ডিগ্রিতে ~600 MPa)। টাইটানিয়ামের ইলাস্টিক মডুলাস তাপমাত্রার সাথে রৈখিকভাবে হ্রাস পায় (RT-এ 110 GPa থেকে 200 ডিগ্রিতে ~105 GPa এবং 300 ডিগ্রিতে ~100 GPa), গঠনগত দৃঢ়তা হ্রাস করে।
ক্রীপ রেজিস্ট্যান্স
টাইটানিয়াম পদার্থের জন্য 200 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রায় ক্রীপ (সময়-ধ্রুবক লোডের অধীনে নির্ভরশীল প্লাস্টিকের বিকৃতি) লক্ষণীয় হয়ে ওঠে। CP টাইটানিয়ামের 300 ডিগ্রীতে দুর্বল ক্রীপ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি দীর্ঘ-মেয়াদী স্ট্যাটিক লোড সহ্য করতে পারে না, যখন + GR.5 এর মতো অ্যালয়গুলি আরও ভাল ক্রীপ পারফরম্যান্স প্রদর্শন করে: 300 ডিগ্রিতে 200 MPa এর স্ট্রেসের অধীনে, 1000 ঘন্টা পরে এর ক্রীপ স্ট্রেন, ইঞ্জিনের প্রয়োজনীয়তা 0% এর চেয়ে কম মেটাতে পারে। উপাদানগুলি (যা সাধারণত 400 ডিগ্রির নিচে কাজ করে). -অ্যানিলড GR.5 এর লেমেলার + মাইক্রোস্ট্রাকচারের কারণে 300 ডিগ্রিতে অ্যানিলড বা STA গ্রেডের তুলনায় উচ্চ ক্রীপ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা স্থানচ্যুতিকে বাধা দেয়।
নমনীয়তা এবং দৃঢ়তা পরিবর্তন
GR.5 এর প্রসারণ 200 ডিগ্রীতে (~15-18% পর্যন্ত) সামান্য পরিশ্রম শক্ত হওয়ার কারণে বৃদ্ধি পায়, কিন্তু 300 ডিগ্রীতে, এটি হ্রাস পেতে শুরু করে (~10-12% পর্যন্ত) কারণ শস্যের সীমানা স্লাইডিং এবং অক্সিডেশন-জনিত ভ্রূণ প্রকট হয়ে ওঠে। ফ্র্যাকচারের দৃঢ়তাও 300 ডিগ্রিতে ~10% হ্রাস পায়, কারণ উচ্চ তাপমাত্রা ফেজ সীমানায় মাইক্রোভয়েডের গঠনকে উৎসাহিত করে।
3. ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (-196 ডিগ্রি)
শক্তি বৃদ্ধি-196 ডিগ্রিতে, অ্যানিলড GR.5 এর প্রসার্য শক্তি ~1100–1200 MPa (কক্ষের তাপমাত্রা থেকে 30-40% বৃদ্ধি) তে বৃদ্ধি পায় এবং ফলনের শক্তি ~950–1000 MPa-তে বৃদ্ধি পায়। CP টাইটানিয়াম (GR.2) শক্তি বৃদ্ধিও দেখে (RT-এ 485 MPa থেকে -196 ডিগ্রিতে ~600 MPa পর্যন্ত প্রসার্য শক্তি)। এর কারণ হল ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রা স্থানচ্যুতি গতিশীলতা কমায়, জালি ঘর্ষণ চাপ বাড়ায় এবং বিকৃতি-প্ররোচিত মাইক্রোক্র্যাকগুলির গঠনকে দমন করে, যার ফলে প্লাস্টিকের বিকৃতির সময় উচ্চারিত কাজ শক্ত হয়ে যায়।
নমনীয়তা এবং দৃঢ়তা উন্নতি
ইস্পাত বা অ্যালুমিনিয়ামের বিপরীতে (যা -196 ডিগ্রিতে নমনীয়তা হারায়), টাইটানিয়াম উপাদানগুলি ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় নমনীয়তা এবং শক্ততা বজায় রাখে বা উন্নত করে। GR.5 এর প্রসারণ -196 ডিগ্রিতে ~15–20% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায় (RT-এ 10-15% থেকে), এবং ফ্র্যাকচারের শক্ততা ~20-30% (70 MPa·m¹/² এর চেয়ে বেশি বা সমান) বৃদ্ধি পায়। CP টাইটানিয়ামের প্রসারণ -196 ডিগ্রীতে 25-30% ছুঁয়েছে, ভঙ্গুর পরিবর্তনের কোন লক্ষণ নেই। এটি ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় -ফেজের স্থায়িত্বের কারণে (কোনও ফেজ রূপান্তর-প্ররোচিত ভ্রমণ নয়) এবং হাইড্রোজেন ভ্রূণের দমন (নিম্ন তাপমাত্রায় হাইড্রোজেন প্রসারণ বাধাগ্রস্ত হয়)।
ক্লান্তি এবং প্রভাব কর্মক্ষমতা
ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রাও GR.5-এর ক্লান্তি শক্তি বাড়ায়: এর 10⁷-চক্রের ক্লান্তি শক্তি -196 ডিগ্রিতে ~500–550 MPa-এ বৃদ্ধি পায় (RT-এ 400 MPa থেকে)। ইমপ্যাক্ট টাফনেস (চার্পি ভি-নচ) RT-এ ~40 J থেকে -196 ডিগ্রীতে ~60 J-তে উন্নীত হয়, যা এটি তরল প্রাকৃতিক গ্যাস (LNG) স্টোরেজ ট্যাঙ্ক, রকেট ফুয়েল ট্যাঙ্ক এবং সুপারকন্ডাক্টিং ডিভাইস সমর্থনের মতো ক্রায়োজেনিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
