1. গ্রেড 4 টাইটানিয়ামের বৈশিষ্ট্যগুলি কী কী?
রাসায়নিক রচনা: এটি 99% এর বেশি বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম নিয়ে গঠিত, কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত অপবিত্রতা উপাদান সহ। সবচেয়ে গুরুতর অশুচিতা হল অক্সিজেন, যার সর্বোচ্চ সীমা0.40%-সমস্ত CP টাইটানিয়াম গ্রেডের মধ্যে সর্বোচ্চ। অন্যান্য অমেধ্যের মধ্যে রয়েছে আয়রন (সর্বোচ্চ 0.50%), কার্বন (সর্বোচ্চ 0.10%), নাইট্রোজেন (সর্বোচ্চ 0.05%), এবং হাইড্রোজেন (সর্বোচ্চ 0.015%)। এই উচ্চতর অক্সিজেন উপাদানটি গ্রেড 1-3 এর তুলনায় এর উচ্চতর শক্তির প্রাথমিক চালক।
মাইক্রোস্ট্রাকচার: ঘরের তাপমাত্রায়, এটির একটি অভিন্ন হেক্সাগোনাল ক্লোজ-প্যাকড (HCP) আলফা ( ) ফেজ গঠন নেই যার কোনো ফেজ রূপান্তর নেই। অক্সিজেন কঠিন-সলিউশন শক্তিশালীকরণের মাধ্যমে উল্লেখযোগ্য শক্তি বর্ধন সক্ষম করার সময় এই কাঠামোটি ভাল নমনীয়তা নিশ্চিত করে। এটি এমনকি কম তাপমাত্রায় (-200 ডিগ্রি পর্যন্ত) ভঙ্গুর রূপান্তর ঝুঁকি এড়ায়।
জারা প্রতিরোধের: এটা CP টাইটানিয়াম অন্তর্নিহিত চমৎকার জারা প্রতিরোধের বজায় রাখে. একটি স্থিতিশীল টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO₂) প্যাসিভ ফিল্ম তার পৃষ্ঠে দ্রুত গঠন করে, যা সমুদ্রের জল, মিষ্টি জল, আর্দ্র বায়ুমণ্ডল, পাতলা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এবং পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিডের বিরুদ্ধে সুরক্ষা প্রদান করে। যাইহোক, দৃঢ়ভাবে অক্সিজেনযুক্ত অ্যাসিডগুলিতে (যেমন, ঘনীভূত নাইট্রিক অ্যাসিড) এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা গ্রেড 3 থেকে সামান্য কম অক্সিজেনের পরিমাণ বেশি হওয়ার কারণে-যদিও এটি এখনও সর্বাধিক সাধারণ ধাতুগুলিকে ছাড়িয়ে যায় (যেমন, স্টেইনলেস স্টিল 304)।
ভৌত বৈশিষ্ট্য: এটির ঘনত্ব প্রায় 4.51 g/cm³ (ইস্পাতের ঘনত্বের মাত্র 56%), উল্লেখযোগ্য ওজন-সাশ্রয়ী সুবিধা প্রদান করে। এর গলনাঙ্ক হল 1668 ডিগ্রী (3034 ডিগ্রী ফা), অন্যান্য CP টাইটানিয়াম গ্রেডের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। 25 ডিগ্রীতে, এর তাপ পরিবাহিতা হল 17 W/m·K এবং বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা হল 420 nΩ·m
প্রক্রিয়াযোগ্যতা: এটা ঠান্ডা ঘূর্ণায়মান, forging, এবং ঢালাই সহ প্রচলিত ধাতব প্রক্রিয়া ব্যবহার করে গড়া করা যেতে পারে। যাইহোক, ঠান্ডা গঠনের সময় এর উচ্চ শক্তির জন্য আরও বেশি শক্তির প্রয়োজন হয় এবং অভ্যন্তরীণ চাপ দূর করার জন্য স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং (সাধারণত 1-2 ঘন্টার জন্য 500-600 ডিগ্রিতে) প্রায়ই প্রয়োজন হয়। ঢালাইয়ের কার্যকারিতা ভাল, তবে তাপ প্রভাবিত অঞ্চলে প্লাস্টিকতা পুনরুদ্ধার করতে এবং ভঙ্গুরতা রোধ করতে পোস্ট-ওয়েল্ড হিট ট্রিটমেন্টের পরামর্শ দেওয়া হয়।
2. গ্রেড 4 টাইটানিয়ামের যান্ত্রিক শক্তি কি?
প্রসার্য শক্তি: ফ্র্যাকচারের আগে এর সর্বোচ্চ চাপ 750 থেকে 850 MPa পর্যন্ত, গ্রেড 3 (650-750 MPa) থেকে প্রায় 15% বেশি। এটি মাঝারি লোড (যেমন, চাপ জাহাজ, ফাস্টেনার) সাপেক্ষে কাঠামোগত অংশগুলির জন্য এটি আদর্শ করে তোলে।
শক্তি-কঠিনতা ভারসাম্য: উচ্চ শক্তি থাকা সত্ত্বেও, এটি 10-15% প্রসারণ ধরে রাখে, প্রভাব বা কম্পনজনিত লোডের অধীনে ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার এড়াতে যথেষ্ট প্লাস্টিকের বিকৃতির ক্ষমতা প্রদান করে। এই ভারসাম্য কিছু উচ্চ-শক্তির ধাতুর উপর একটি মূল সুবিধা যা শক্তির জন্য দৃঢ়তাকে উৎসর্গ করে।
3. গ্রেড 4 টাইটানিয়ামের ফলন শক্তি কি?
সাধারণ মান এবং স্ট্যান্ডার্ড প্রয়োজনীয়তা:
ASTM B265 মান অনুযায়ী, গ্রেড 4 টাইটানিয়ামের জন্য সর্বনিম্ন 0.2% অফসেট ফলন শক্তি550 MPa-সমস্ত CP টাইটানিয়াম গ্রেডের মধ্যে সর্বোচ্চ ন্যূনতম প্রয়োজনীয়তা।
প্রকৃত উৎপাদনে, সাধারণ ফলন শক্তি থেকে রেঞ্জ650 MPa থেকে 750 MPa, প্রক্রিয়াকরণ অবস্থার উপর নির্ভর করে। সম্পূর্ণ ঠান্ডা-কাজ করা (50% এর চেয়ে বেশি বা সমান) পণ্যগুলির জন্য, ফলনের শক্তি এমনকি 750 MPa ছাড়িয়ে যেতে পারে।
ফলন শক্তি প্রভাবিত মূল কারণ:
অক্সিজেন সামগ্রী: গ্রেড 4 টাইটানিয়ামের জন্য অক্সিজেন সবচেয়ে প্রভাবশালী শক্তিশালীকরণ উপাদান। এর সর্বোচ্চ অক্সিজেন সীমা 0.40% (গ্রেড 3 এর 0.35% এর চেয়ে বেশি) কঠিন-সলিউশন শক্তিশালীকরণের মাধ্যমে ফলন শক্তিকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, যা স্ফটিক কাঠামোতে স্থানচ্যুতিকে সীমাবদ্ধ করে।
কোল্ড ওয়ার্ক ডিগ্রী: কোল্ড ওয়ার্কিং (যেমন, কোল্ড রোলিং, অঙ্কন) ধাতুতে স্থানচ্যুতি সঞ্চয় করে, ফলন শক্তি বৃদ্ধি করে। উদাহরণস্বরূপ, সম্পূর্ণ শক্ত গ্রেড 4 টাইটানিয়াম (উচ্চ ঠান্ডা কাজ) এর ফলন শক্তি 750 MPa এর বেশি, যখন অ্যানিলড গ্রেড 4 (স্ট্রেস উপশম করতে 1-2 ঘন্টার জন্য 500-600 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত) প্রায় 650 MPa এর ফলন শক্তি রয়েছে।
তাপমাত্রা: কম তাপমাত্রায় (-200 ডিগ্রি থেকে ঘরের তাপমাত্রা), ভাল নমনীয়তা বজায় রেখে ফলনের শক্তি সামান্য বৃদ্ধি পায়। উন্নীত তাপমাত্রায় (৩০০ ডিগ্রির উপরে), ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে ফলনের শক্তি হ্রাস পায়-400 ডিগ্রিতে, এটি তার ঘরের তাপমাত্রার মান (400–450 MPa) প্রায় 60%-এ নেমে যায়, এটিকে দীর্ঘমেয়াদে উচ্চ লোড-এ তাপমাত্রা প্রয়োগের জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে।
