टाइटेनियम मिश्र धातु TA2
टाइटेनियम मिश्रधातु TA2 का परिचय
टाइटेनियम मिश्रधातु TA2, जिसे ग्रेड 2 टाइटेनियम भी कहा जाता है, वाणिज्यिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम है जिसकी शक्ति TA1 की तुलना में थोड़ी अधिक होती है, जबकि उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और फॉर्मेबिलिटी बनी रहती है। इसका व्यापक उपयोग उन अनुप्रयोगों में होता है जहाँ मध्यम शक्ति, श्रेष्ठ वेल्डेबिलिटी, और संक्षारक वातावरण में टिकाऊपन आवश्यक हो।
TA2 विशेष रूप से एयरोस्पेस, केमिकल प्रोसेसिंग, मरीन और मेडिकल उद्योगों में सटीक घटकों के लिए उपयुक्त है। दबाव के तहत इसका प्रदर्शन और उच्च तापीय स्थिरता इसे CNC मशीन्ड टाइटेनियम पार्ट्स के निर्माण के लिए आदर्श बनाते हैं, जहाँ टाइट टॉलरेंस और लंबी सेवा-आयु आवश्यक होती है। TA2 को अक्सर उन्नत सटीक और कुशल प्रोसेसिंग के लिए CNC मशीनिंग सेवाओं के माध्यम से तैयार किया जाता है।
टाइटेनियम मिश्रधातु TA2 के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
टाइटेनियम (Ti) | शेष (≥98.5) | संक्षारण प्रतिरोध और संरचनात्मक अखंडता प्रदान करता है |
ऑक्सीजन (O) | ≤0.25 | नम्यता में न्यूनतम कमी के साथ शक्ति बढ़ाता है |
नाइट्रोजन (N) | ≤0.03 | तन्य गुण और कठोरता बढ़ाता है |
कार्बन (C) | ≤0.08 | ग्रेन ग्रोथ और यांत्रिक शक्ति को नियंत्रित करता है |
लोहा (Fe) | ≤0.3 | अवशिष्ट तत्व जो वेल्डेबिलिटी और टफनेस को प्रभावित करता है |
हाइड्रोजन (H) | ≤0.015 | भंगुरता से बचाव हेतु नियंत्रण आवश्यक |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 4.51 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1660–1670°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 16.4 W/m·K (100°C पर) | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 0.46 µΩ·m (20°C पर) | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 8.9 µm/m·°C (20–1000°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 545 J/kg·K (20°C पर) | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 103 GPa (20°C पर) | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (एनील्ड अवस्था)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
तन्यता शक्ति | 345–485 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 275–410 MPa | ASTM E8/E8M |
विस्तार | ≥20% | ASTM E8/E8M |
कठोरता | 160–200 HB | ASTM E10 |
क्रीप प्रतिरोध | मध्यम | ASTM E139 |
थकान प्रतिरोध | अच्छा | ASTM E466 |
टाइटेनियम मिश्रधातु TA2 की प्रमुख विशेषताएँ
बेहतर संक्षारण प्रतिरोध: TA2 खारे पानी, अम्ल और क्षारीय माध्यमों के प्रति असाधारण प्रतिरोध प्रदान करता है। यह एक घनी ऑक्साइड फिल्म (TiO₂) बनाता है, जो इसे केमिकल रिएक्टर्स, मरीन हीट एक्सचेंजर्स और कंडेंसर ट्यूबिंग के लिए उपयुक्त बनाती है।
मध्यम शक्ति और उत्कृष्ट नम्यता: 485 MPa तक की तन्यता शक्ति और ≥20% विस्तार के साथ, TA2 फॉर्मेबिलिटी और शक्ति का संतुलन बनाता है, जिससे इसे डीप-ड्रॉ और कोल्ड-फॉर्म करके जटिल आकृतियों में बदला जा सकता है।
श्रेष्ठ वेल्डेबिलिटी: TA2 में इंटरस्टिशियल संदूषण कम होता है और फ्यूज़न वेल्डिंग के दौरान भंगुरता के प्रति मजबूत प्रतिरोध होता है। इसलिए यह प्रेशर वेसल्स, पाइपिंग सिस्टम्स और एयरोस्पेस/मेडिकल उपकरणों के वेल्डेड फ्रेम्स के लिए आदर्श है।
जैव-संगतता: यह मिश्रधातु गैर-विषैली है और मानव ऊतकों के साथ अत्यधिक संगत है, इसलिए इसे सर्जिकल इम्प्लांट्स और डेंटल हार्डवेयर के लिए पसंद किया जाता है।
टाइटेनियम मिश्रधातु TA2 के लिए CNC मशीनिंग चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
हीट एक्यूम्युलेशन: स्टील की तुलना में कम तापीय चालकता (~16.4 W/m·K) के कारण कटिंग ज़ोन जल्दी उच्च तापमान पर पहुँचता है, जिससे टूल वियर बढ़ता है।
टूल एडहेज़न और गैलिंग: ऊँचे तापमान पर TA2 कटिंग एज से चिपकता है, जिससे बिल्ट-अप एज बनती है और सतह फिनिश खराब होती है।
इलास्टिक रिकवरी: 103 GPa का लोच मापांक फिनिशिंग पास में स्प्रिंग बैक बढ़ाता है, जिससे डाइमेंशनल एक्यूरेसी चुनौतीपूर्ण हो जाती है।
मध्यम वर्क हार्डनिंग: टूल प्रेशर के तहत TA2 हार्डन होता है; सतह हार्डनिंग से बचने के लिए लगातार चिप रिमूवल आवश्यक है।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | माइक्रोग्रेन कार्बाइड, CBN इंसर्ट | हीट और वर्क हार्डनिंग का मुकाबला करता है |
कोटिंग | TiSiN, AlTiN (3–5 µm) | एडहेज़न कम करता है, थर्मल बैरियर बेहतर करता है |
ज्यामिति | तीक्ष्ण एज, हाई रेक, लो हेलिक्स | कटिंग बल घटाता है और गैलिंग रोकता है |
कटिंग स्पीड | 30–80 m/min | सतह फिनिश और टूल लाइफ का संतुलन |
फीड रेट | 0.08–0.25 mm/rev | हीट डिसिपेशन हेतु पर्याप्त चिप थिकनेस सुनिश्चित करता है |
कूलेंट | हाई-प्रेशर इमल्शन (≥80 bar) | हीट रिमूवल और चिप इवैक्यूएशन सुधारता है |
टाइटेनियम TA2 कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुरूप)
ऑपरेशन | गति (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट दबाव (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 20–30 | 0.15–0.25 | 2.0–3.0 | 70–100 (थ्रू-टूल) |
फिनिशिंग | 35–60 | 0.05–0.10 | 0.3–0.5 | 100–150 |
टाइटेनियम TA2 भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) माइक्रोवॉइड्स को हटाकर और घनता सुधारकर महत्वपूर्ण TA2 संरचनात्मक भागों की थकान शक्ति बढ़ा सकता है।
हीट ट्रीटमेंट में 540–650°C पर स्ट्रेस-रिलीफ एनीलिंग शामिल हो सकती है, जिससे आयामी स्थिरता और मशीनिंग प्रदर्शन बेहतर होता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग न्यूनतम डिस्टॉर्शन के साथ उच्च-शक्ति वेल्ड्स प्रदान करती है, जो थिन-वॉल और हाई-प्रेशर असेंबली के लिए आदर्श है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC) थर्मली अत्यधिक परिस्थितियों में TA2 भागों की सुरक्षा करती है, सतही ऑक्सीकरण और थर्मल थकान कम करती है।
CNC मशीनिंग औद्योगिक और एयरोस्पेस-ग्रेड TA2 घटकों के लिए सब-मिलीमीटर टॉलरेंस और जटिल ज्योमेट्री प्राप्त करने हेतु आवश्यक है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM) हार्डन किए गए TA2 भागों में टाइट-टॉलरेंस फीचर्स और माइक्रो-होल्स बनाने में उपयोगी है, बिना यांत्रिक तनाव जोड़े।
डीप होल ड्रिलिंग स्ट्रेटनेस <0.3 mm/m और उत्कृष्ट इनर-वॉल फिनिश (Ra ≤ 1.6 µm) सुनिश्चित करती है, जो TA2 फ्लो चैनल्स और इंजेक्टर्स के लिए उपयुक्त है।
सामग्री परीक्षण (जैसे तन्यता, XRD, SEM) TA2 के एयरोस्पेस और मेडिकल-ग्रेड गुणवत्ता मानकों के अनुरूप होने की पुष्टि करता है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
TA2 के लिए परीक्षण प्रोटोकॉल में यांत्रिक परीक्षण (तन्यता, थकान, कठोरता), मेटालोग्राफिक विश्लेषण और नॉन-डिस्ट्रक्टिव इवैल्युएशन (NDE)—जैसे अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग और एडी करंट इंस्पेक्शन—शामिल हैं, ताकि भाग की अखंडता सुनिश्चित की जा सके।
टाइटेनियम मिश्रधातु TA2 के औद्योगिक अनुप्रयोग
एयरोस्पेस: ईंधन टैंक, ब्रैकेट्स और पर्यावरणीय डक्टिंग में उपयोग, शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध के कारण।
केमिकल प्रोसेसिंग: रिएक्टर्स, पंप्स और एसिड पाइपिंग में निर्माण, ऑक्सीकरणकारी और अपचायक एजेंट्स के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध के कारण।
मेडिकल: इम्प्लांट्स, ऑर्थोपेडिक प्लेट्स और सर्जिकल टूल्स, जहाँ शुद्धता, जैव-संगतता और कम लोच मापांक आवश्यक है।
मरीन: फास्टनर्स, हीट एक्सचेंजर्स और डीसैलिनेशन ट्यूब्स जैसे घटक, जो खारे पानी और ब्राइन वातावरण में काम करते हैं।
पावर जनरेशन: कंडेंसर, स्क्रबर्स और एग्जॉस्ट सिस्टम्स में उपयोग, जहाँ क्लोराइड्स और अम्लों के संपर्क की संभावना होती है।
संबंधित ब्लॉग एक्सप्लोर करें
