বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি টাইটানিয়ামের শক্তি এবং কঠোরতা কার্যক্ষমতা এবং ভারী-লোড কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ততা
বাণিজ্যিকভাবে বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম (CP-Ti, সাধারণত গ্রেড 1 থেকে গ্রেড 4 এর মতো গ্রেডে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় অশুদ্ধতা বিষয়বস্তু এবং অক্সিজেন স্তরের উপর ভিত্তি করে) একটি স্বতন্ত্র শক্তি এবং কঠোরতা প্রোফাইল প্রদর্শন করে যা এর গ্রেডের সাথে পরিবর্তিত হয়।
পরিপ্রেক্ষিতেকঠোরতা, যেমন-কাস্ট বা অ্যানিলড CP-Ti-এর সাধারণত 80 থেকে 150 এর মধ্যে একটি Brinell কঠোরতা (HB) থাকে। গ্রেড 1 (সবচেয়ে নমনীয় এবং সর্বনিম্ন-শক্তির গ্রেড) প্রায় 80-100 এর HB থাকে, যখন গ্রেড 4 (p} স্ট্রেং-এর মধ্যে সর্বোচ্চ{9} মানের HB) 130–150, যা উচ্চ-শক্তির ইস্পাতের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম (যেমন, নিভে যাওয়া এবং টেম্পারড অ্যালয় স্টিল যার HB প্রায়ই 300 ছাড়িয়ে যায়) বা টাইটানিয়াম অ্যালয় (যেমন Ti-6Al-4V সঙ্গে HB প্রায় 300)।
জন্যপ্রসার্য শক্তি, গ্রেড 1 CP-Ti-এর ফলন শক্তি প্রায় 170–240 MPa এবং চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি 240–300 MPa; গ্রেড 4 CP-Ti, উচ্চতর অক্সিজেন সামগ্রী সহ (একটি কঠিন-সলিউশন শক্তিশালীকরণ উপাদান), 480-550 MPa এর ফলন শক্তি এবং 550-620 MPa এর চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি অর্জন করে। যাইহোক, এমনকি সবচেয়ে শক্তিশালী বাণিজ্যিক বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম গ্রেডও ভারী{14}লোড কাঠামোর যান্ত্রিক প্রয়োজনীয়তা থেকে কম পড়ে। ভারী-লোডের উপাদানগুলি (যেমন, ব্রিজ গার্ডার, ভারী যন্ত্রপাতির ফ্রেম, মহাকাশের প্রধান লোড-বিয়ারিং স্ট্রাকচার) সাধারণত 600 MPa-এর উপরে ফলন শক্তি এবং চক্রীয় লোডের অধীনে চমৎকার ক্লান্তি প্রতিরোধের দাবি করে। CP-Ti-এর তুলনামূলকভাবে কম পরম শক্তি, এর নিম্ন স্থিতিস্থাপক মডুলাস (প্রায় 110 GPa, স্টিলের প্রায় অর্ধেক) সহ, ভারী ভারের অধীনে অত্যধিক স্থিতিস্থাপক বিকৃতির দিকে নিয়ে যায়, যা কাঠামোগত স্থিতিশীলতা এবং মাত্রিক নির্ভুলতার সাথে আপস করে। এইভাবে,বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি টাইটানিয়াম ভারী-লোড কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনের চাহিদা পূরণ করতে পারে না; পরিবর্তে, টাইটানিয়াম সংকর ধাতুগুলি (যেমন, Ti-6Al-4V যার ফলন শক্তি 860 MPa-এর বেশি) বা উচ্চ-শক্তির স্টিলগুলি এই ধরনের পরিস্থিতিতে পছন্দ করা হয়।
প্লাস্টিসিটি, বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি টাইটানিয়ামের কঠোরতা এবং নিম্ন তাপমাত্রায় এর ভঙ্গুরতা আচরণ
বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি টাইটানিয়াম চমৎকার গর্ব করেপ্লাস্টিকতা এবং কঠোরতাএর পরিবেষ্টিত-তাপমাত্রা পরিষেবা পরিসরে। অ্যানিলেড অবস্থায়, গ্রেড 1 CP-Ti 20%–30% বিরতিতে একটি প্রসারণ অর্জন করতে পারে এবং 40%–60% ক্ষেত্রফল হ্রাস করতে পারে, যা ক্র্যাক ছাড়াই গভীর অঙ্কন, ফোরজিং এবং অন্যান্য জটিল গঠন প্রক্রিয়া সক্ষম করে। গ্রেড 4 CP-Ti, এর উচ্চ শক্তি থাকা সত্ত্বেও, এখনও 10%–15% এর একটি সম্মানজনক প্রসারণ বজায় রাখে, শক্তি এবং গঠনের ভারসাম্য বজায় রাখে। দৃঢ়তার দিক থেকে, CP-Ti-এর উচ্চ ফ্র্যাকচার টাফনেস (KIC) 50-80 MPa·m^(1/2) অ্যানিলড অবস্থায় রয়েছে, যা অনেক ভঙ্গুর অ্যালোয়ের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি এবং প্রভাব বা গতিশীল লোডের অধীনে হঠাৎ ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারের প্রতিরোধ নিশ্চিত করে।
এ কর্মক্ষমতা সংক্রান্তনিম্ন তাপমাত্রা, বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি টাইটানিয়াম ঠাণ্ডা ভঙ্গুরতা প্রদর্শন করে না, কার্বন স্টিলের উপর একটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা (যা তাদের নমনীয়-ভঙ্গুর পরিবর্তন তাপমাত্রার নিচে ভঙ্গুর হয়ে যায়, সাধারণত প্রায় -20 ডিগ্রি থেকে -40 ডিগ্রি)। CP-Ti অত্যন্ত কম তাপমাত্রায়ও (যেমন -253 ডিগ্রি, তরল হাইড্রোজেনের স্ফুটনাঙ্কের কাছাকাছি) ভাল নমনীয়তা এবং শক্ততা বজায় রাখে। উদাহরণস্বরূপ, -196 ডিগ্রিতে (তরল নাইট্রোজেন তাপমাত্রা), গ্রেড 2 CP-Ti এখনও 15% এর বেশি প্রসারণ বজায় রাখে এবং প্রভাবের দৃঢ়তায় কোন উল্লেখযোগ্য হ্রাস দেখায় না। এটি টাইটানিয়ামের হেক্সাগোনাল ক্লোজ-প্যাকড (HCP) স্ফটিক কাঠামোকে দায়ী করা হয়, যা ঘরের তাপমাত্রায় বডি-সেন্ট্রেড কিউবিক (BCC) ধাতুর তুলনায় কম স্লিপ সিস্টেম থাকার সময়, BCC-এ দেখা যায় এমন ভ্রান্তি মেকানিজম ছাড়া কম তাপমাত্রায় বর্ধিত স্থানচ্যুতি আন্দোলন এবং বিকৃতি ক্ষমতার মধ্য দিয়ে যায়। ফ্র্যাকচার)। অতএব,বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি টাইটানিয়াম কম-তাপমাত্রার পরিবেশে ভঙ্গুর হবে নাএবং ক্রায়োজেনিক প্রকৌশলে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন তরল প্রাকৃতিক গ্যাস (LNG) স্টোরেজ এবং পরিবহন সরঞ্জাম এবং মহাকাশ ক্রায়োজেনিক উপাদান।
