گریڈ 7 ٹائٹینیم ، باضابطہ طور پر نامزد کیا گیاti-0.15pd۔ یہ غیر منقولہ ٹائٹینیم (گریڈ 5 TI-6AL-4V جیسے ملٹی عنصر ٹائٹینیم مرکب کے بجائے) کے زمرے میں آتا ہے لیکن معیاری سی پی ٹائٹینیم کی ایک اہم حد کو دور کرنے کے لئے اس میں ترمیم کی گئی ہے: مقامی سنکنرن کے خلاف ناقص مزاحمت۔
اس گریڈ کی وضاحت انڈسٹری کے معیارات جیسے ASTM B265 (ٹائٹینیم پلیٹوں ، چادروں ، اور سٹرپس کے لئے) ، AMS 4928 (ایرو اسپیس مادی تصریح) ، اور آئی ایس او 5832-7 سے کی گئی ہے ، جو اس کی تیاری ، جانچ اور کارکردگی کی ضروریات کا خاکہ پیش کرتی ہے۔ پیلیڈیم کا اضافہ کلیدی تفریق کار ہے۔ یہ مادے کی سنکنرن ماحول کا مقابلہ کرنے کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے ، خاص طور پر سلفورک ایسڈ ، گرم کلورائد حل ، جمود سمندری پانی اور کچھ کیمیائی عمل کے سلسلے جیسے حالات کو کم کرنا۔
گریڈ 7 ٹائٹینیم سی پی ٹائٹینیم کے بنیادی فوائد کو برقرار رکھتا ہے ، جس میں کم کثافت (تقریبا 4.51 جی/سینٹی میٹر ، تقریبا 60 60 ٪ اسٹیل کی کثافت) ، عمدہ بائیوکیوپیٹیبلٹی (میڈیکل ایپلی کیشنز کے لئے موزوں ہے) ، اچھی تشکیل پزیر (یہ سردی سے کام ، ویلڈڈ اور مناسب تکنیک کے ساتھ مشینی ہوسکتی ہے) ، اور معتدل طاقت ہوسکتی ہے۔ اس کی بنیادی ایپلی کیشنز ان صنعتوں میں ہیں جہاں سنکنرن کے خلاف مزاحمت اہم ہے ، جیسے کیمیائی پروسیسنگ (ری ایکٹر ، ہیٹ ایکسچینجرز ، والوز) ، آف شور اور میرین انجینئرنگ (سبسیہ اجزاء ، فاسٹنرز) ، تیل اور گیس (ڈاؤ ہولڈ ٹولز ، ویل ہیڈ کا سامان) ، اور طبی آلات (جسمانی سیالوں کے سامنے پرتیار اجزاء)۔ یہ کریوجینک سسٹم میں بھی استعمال ہوتا ہے ، کیونکہ اس کی مکینیکل خصوصیات انتہائی کم درجہ حرارت (نیچے -253 ڈگری) پر مستحکم رہتی ہیں۔
گریڈ 7 ٹائٹینیم کی کیمیائی ساخت کو بین الاقوامی معیارات (جیسے ، ASTM B265 ، ISO 5832-7) کے ذریعہ مستقل کارکردگی کو یقینی بنانے کے لئے ، خاص طور پر سنکنرن مزاحمت اور مکینیکل استحکام کے لحاظ سے مضبوطی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس مرکب پر ٹائٹینیم کا غلبہ ہے ، جس میں پیلیڈیم پرائمری (اور صرف جان بوجھ کر) الیئنگ عنصر کے طور پر ہوتا ہے ، اور مادے کی خصوصیات سے سمجھوتہ کرنے سے بچنے کے لئے ان کی نجاستوں کی مقدار کا پتہ لگاتا ہے جو سختی سے محدود ہیں۔
اس کے کلیدی اجزاء (وزن فیصد کے لحاظ سے) کے لئے عام اور زیادہ سے زیادہ قابل اجازت حدود مندرجہ ذیل ہیں:
ٹائٹینیم (ٹی آئی):بیس میٹل ، تشکیل کے باقی حصے (تقریبا 99.78–99.88 ٪) کا حساب کتاب۔ یہ اعلی ٹائٹینیم مواد یقینی بناتا ہے کہ مواد سی پی ٹائٹینیم کی موروثی خصوصیات کو برقرار رکھتا ہے ، جیسے کم کثافت اور بائیوکمپیٹیبلٹی۔
پیلیڈیم (PD):تنقیدی الیئنگ عنصر ، جو 0.12–0.20 ٪ کی حد میں موجود ہے۔ یہ چھوٹا لیکن عین مطابق اضافہ وہ ہے جو گریڈ 7 کو معیاری سی پی ٹائٹینیم گریڈ (جیسے ، گریڈ 2) سے ممتاز کرتا ہے۔ پیلیڈیم ٹائٹینیم سطح پر زیادہ مستحکم ، غیر فعال آکسائڈ پرت کی تشکیل کو فروغ دے کر سنکنرن اسٹیبلائزر کے طور پر کام کرتا ہے۔
آئرن (فی):ایک عام نجاست ، زیادہ سے زیادہ 0.25 ٪ تک محدود ہے۔ اضافی آئرن سنکنرن کی مزاحمت کو کم کرسکتا ہے اور کچرے کو بڑھا سکتا ہے ، لہذا اس کی حراستی کو سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
کاربن (سی):زیادہ سے زیادہ 0.08 ٪ تک محدود۔ کاربن ٹائٹینیم کے ساتھ کاربائڈس تشکیل دے سکتا ہے ، جو مادے کو کمزور کرسکتا ہے اور اس کی کھوج کو کم کرسکتا ہے ، لہذا اسے کم سطح پر رکھا جاتا ہے۔
نائٹروجن (این):زیادہ سے زیادہ 0.05 ٪ تک محدود۔ نائٹروجن طاقت میں اضافہ کرسکتا ہے لیکن اس میں پختگی اور سنکنرن مزاحمت کو بھی کم کرسکتا ہے ، لہذا اس کے مواد پر پابندی ہے۔
ہائیڈروجن (H):زیادہ سے زیادہ 0.015 ٪ تک محدود۔ ہائیڈروجن ٹائٹینیم کے لئے انتہائی نقصان دہ ہے ، کیونکہ اس سے "ہائیڈروجن امبرٹ لیمنٹ" -ای رجحان پیدا ہوسکتا ہے جو مادی ٹوٹنے اور تناؤ کے تحت کریکنگ کا شکار ہوجاتا ہے۔ لہذا ہائیڈروجن کا سخت کنٹرول ساختی سالمیت کے لئے اہم ہے۔
آکسیجن (O):زیادہ سے زیادہ 0.20 ٪ تک محدود۔ آکسیجن ٹائٹینیم میں ایک عام نجاست ہے جو طاقت کو قدرے بڑھاتی ہے لیکن اس سے استحکام کو کم کرسکتا ہے۔ اس کی حراستی ایک اچھ strength ی طاقت کی تقویت کا تناسب برقرار رکھنے کے لئے متوازن ہے۔
گریڈ 7 ٹائٹینیم-اس کی تشکیل میں کوئی دوسرا جان بوجھ کر ایلوئنگ عناصر موجود نہیں ہیں جان بوجھ کر سی پی ٹائٹینیم کی پاکیزگی اور بائیوکیوپیٹیبلٹی کو برقرار رکھنے کے لئے آسان ہے جبکہ بہتر سنکنرن کے تحفظ کے لئے پیلاڈیم کا فائدہ اٹھا رہے ہیں۔
گریڈ 7 ٹائٹینیم کی مکینیکل خصوصیات کو توازن ، استحکام اور تشکیل پزیرت کے مطابق بنایا گیا ہے ، جبکہ پیلیڈیم کے ذریعہ قابل سنکنرن مزاحمت کو برقرار رکھتے ہوئے۔ ان خصوصیات کو معیاری شرائط (کمرے کے درجہ حرارت ، جب تک کہ دوسری صورت میں متعین نہیں کیا جاتا ہے) کے تحت ماپا جاتا ہے اور ASTM B265 اور AMS 4928 جیسے معیارات کے ذریعہ اس کی وضاحت کی جاتی ہے۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ پراپرٹیز مواد کے حرارت کے علاج (جیسے ، اینیلیلڈ ، سردی سے کام کرنے والی) اور مصنوع کی شکل (جیسے ، شیٹ ، پلیٹ ، بار) کی بنیاد پر قدرے مختلف ہوسکتی ہے (جیسے ، شیٹ ، پلیٹ ، بار) ، لیکن مندرجہ ذیل اقدار عام طور پر انیلیٹڈ پراپرٹیز کی نمائندگی کرتے ہیں ، لیکن عام طور پر انیلیٹڈ پراپرٹیز کی نمائندگی کرتے ہیں۔
تناؤ کی طاقت (uts):عام طور پر 483 MPa سے 621 MPa (70،000 سے 90،000 PSI) تک ہوتا ہے۔ یہ اعتدال پسند طاقت گریڈ 1 سی پی ٹائٹینیم سے زیادہ ہے لیکن کنٹرول شدہ آکسیجن مواد اور پیلیڈیم کے اضافے کی وجہ سے گریڈ 2 سے قدرے کم ہے۔ یہ زیادہ تر کیمیائی پروسیسنگ اور سمندری ایپلی کیشنز کے لئے کافی ہے ، جہاں طاقت کی ضروریات سنکنرن مزاحمت اور تشکیل کے ساتھ متوازن ہیں۔
پیداوار کی طاقت (0.2 ٪ آفسیٹ):عام طور پر 345 MPa سے 483 MPa (50،000 سے 70،000 PSI) تک ہوتا ہے۔ پیداوار کی طاقت وہ تناؤ ہے جس پر مواد مستقل طور پر خراب ہونا شروع ہوتا ہے۔ یہ حد یقینی بناتی ہے کہ گریڈ 7 ضرورت سے زیادہ خرابی کے بغیر آپریشنل بوجھ کا مقابلہ کرسکتا ہے۔
وقفے میں لمبائی:عام طور پر 20-25 ٪ (شیٹ یا پلیٹ کے لئے جس میں موٹائی 1.6 ملی میٹر سے زیادہ ہے یا اس کے برابر ہے)۔ اعلی لمبائی اچھ d ی کی نشاندہی کی نشاندہی کرتی ہے ، جس کا مطلب ہے کہ مادے کو بغیر کسی کریکنگ کے پیچیدہ شکلوں میں کھینچا ، جھکا یا تشکیل دیا جاسکتا ہے۔ یہ ویلڈنگ ، رولنگ ، اور موڑنے جیسے مینوفیکچرنگ کے عمل کے لئے اہم ہے۔
لچکدار کا ماڈیولس (ینگ کا ماڈیولس):تقریبا 110 جی پی اے (16 x 10⁶ پی ایس آئی)۔ یہ قدر دوسرے سی پی ٹائٹینیم گریڈ کی طرح ہے اور اسٹیل کے نصف ماڈیولس کی طرح ہے ، یعنی گریڈ 7 دباؤ کے تحت زیادہ لچکدار ہے (ایپلی کیشنز کے لئے مفید ہے جہاں کمپن ڈیمپنگ یا محدود افادیت کی ضرورت ہے)۔
سختی:عام طور پر 150–180 HV (وکرز سختی) یا 80–90 HRB (Rockwell B)۔ اس کی اعتدال پسند سختی اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ یہ حد سے زیادہ ٹوٹنے والا نہیں ہے اور مناسب ٹولز (جیسے ، کاربائڈ کاٹنے والے ٹولز) کے ساتھ مشینی کیا جاسکتا ہے ، جبکہ اب بھی غیر کھرچنے والے ماحول کے لئے کافی لباس مزاحمت کی پیش کش کرتے ہیں۔
تھکاوٹ کی طاقت:10⁷ سائیکلوں (کمرے کا درجہ حرارت ، مکمل طور پر الٹ لوڈنگ) پر ، گریڈ 7 میں عام تھکاوٹ کی طاقت 172–207 MPa (25،000–30،000 PSI) ہے۔ اس سے یہ ایپلی کیشنز کے ل suitable موزوں ہوتا ہے جو بار بار یا چکرو بوجھ کے تابع ہوتا ہے ، جیسے سمندری فاسٹنرز یا کیمیائی پمپوں میں گھومنے والے اجزاء۔
کریوجینک خصوصیات:کچھ دھاتوں کے برعکس ، گریڈ 7 ٹائٹینیم انتہائی کم درجہ حرارت (نیچے -253 ڈگری) پر اپنی ڈکٹیٹی اور سختی کو برقرار رکھتا ہے۔ کریوجنک درجہ حرارت پر اس کی تناؤ کی طاقت اور پیداوار کی طاقت میں قدرے اضافہ ہوتا ہے ، جبکہ لمبائی زیادہ رہ جاتی ہے۔ یہ اس سے سرد ماحول کے سامنے آنے والے کریوجینک اسٹوریج ٹینکوں یا ایرو اسپیس اجزاء کے لئے مثالی بناتا ہے۔
خاص طور پر ، گریڈ 7 کی مکینیکل خصوصیات گرمی کے علاج سے کم حساس ہیں جو مرکب ٹائٹینیم گریڈ (جیسے ، گریڈ 5) کے مقابلے میں کم ہیں ، کیونکہ یہ بنیادی طور پر عدم استحکام اور سنکنرن کی مزاحمت کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لئے anneled حالت میں استعمال ہوتا ہے۔ سرد کام کرنے سے اس کی طاقت میں اضافہ ہوسکتا ہے (جیسے ، 700 MPa تک تناؤ کی طاقت) لیکن اس سے استحکام کم ہوسکتا ہے ، لہذا یہ صرف مخصوص اعلی طاقت کی ایپلی کیشنز کے لئے کیا جاتا ہے۔
گریڈ 2 اور گریڈ 7 ٹائٹینیم دونوں کو تجارتی طور پر خالص (سی پی) ٹائٹینیم کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے ، یعنی وہ بنیادی طور پر ٹائٹینیم پر مشتمل ہیں جن میں کم سے کم ملاوٹ کرنے والے عناصر ہوتے ہیں ، لیکن وہ ساخت ، سنکنرن مزاحمت ، مکینیکل خصوصیات اور ایپلی کیشنز میں نمایاں طور پر مختلف ہیں۔ یہ اختلافات پیلیڈیم کے جان بوجھ کر گریڈ 7 میں شامل ہوتے ہیں ، جو گریڈ 2 میں غیر حاضر ہے۔ ذیل میں ان کے کلیدی امتیازات کا تفصیلی خرابی ہے۔
پہلے ، میںکیمیائی ساخت، گریڈ 2 ایک "معیاری" غیر منقول سی پی ٹائٹینیم ہے جس کے بارے میں کوئی جان بوجھ کر ایلوئنگ عناصر نہیں ہے-اس کی تشکیل 99.6 ٪+ ٹائٹینیم ہے ، جس میں ٹریس ناپائیدگیاں (0.30 ٪ سے کم یا اس کے برابر آکسیجن 0.25 ٪ سے کم یا اس کے برابر 0.08 ٪ سے کم یا اس کے برابر ، 0.08 ٪ سے کم یا اس کے برابر ، نائٹروجن 0.05 ٪ سے کم یا اس کے برابر ، ہائیڈروجن سے کم یا اس کے برابر ہائڈروجن سے کم ہے یا اس کے برابر ہے۔ بنیادی کارکردگی۔ اس کے برعکس ، گریڈ 7 ایک ہےپیلیڈیم مستحکمسی پی ٹائٹینیم ، جس میں 0.12–0.20 ٪ پیلیڈیم (واحد جان بوجھ کر ایلوئنگ عنصر) ہوتا ہے جس کے علاوہ اسی ٹریس نجاستوں کے علاوہ (قدرے سخت حدود کے ساتھ ، جیسے ، لوہا 0.25 ٪ سے کم یا اس کے برابر ، آکسیجن 0.20 ٪ سے کم یا اس کے برابر)۔ یہ پیلیڈیم کا اضافہ دونوں درجات کے مابین بنیادی فرق ہے۔
دوسرا ،سنکنرن مزاحمتسب سے زیادہ اثر انگیز امتیاز ہے۔ گریڈ 2 ہلکے ماحول ، جیسے ہوا ، میٹھے پانی ، پتلا ایسڈ (جیسے ، ایسٹیک ایسڈ) ، اور زیادہ تر جسمانی سیالوں میں اچھی عام سنکنرن مزاحمت پیش کرتا ہے۔ اسی وجہ سے یہ طبی امپلانٹس (جیسے ، ہڈی پلیٹوں) اور آرکیٹیکچرل ایپلی کیشنز میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ تاہم ، اس کا خطرہ ہےمقامی سنکنرن۔ گریڈ 7 ، اس کے برعکس ، ان جارحانہ ماحول کے خلاف نمایاں طور پر مزاحمت میں اضافہ ہوا ہے: پیلیڈیم ٹائٹینیم کی سطح کی آکسائڈ پرت میں ترمیم کرتا ہے ، جس سے یہ خرابی کے خلاف زیادہ مستحکم اور مزاحم بن جاتا ہے ، یہاں تک کہ جمود یا اعلی حراستی سنکنرن میڈیا میں بھی۔ یہ گریڈ 7 کو کیمیائی پروسیسنگ ، آف شور ، اور تیل اور گیس کی ایپلی کیشنز کے لئے ترجیحی انتخاب بناتا ہے جہاں گریڈ 2 ناکام ہوجائے گا۔
تیسرا ، ان کےمکینیکل خصوصیاتتھوڑا سا مختلف ، حالانکہ دونوں کو "اعتدال پسند طاقت" سی پی ٹائٹینیم سمجھا جاتا ہے۔ گریڈ 2 میں تھوڑا سا زیادہ تناؤ کی طاقت ہوتی ہے (عام طور پر 552–689 MPa بمقابلہ . 483 - 621 MPa گریڈ 7 کے لئے) اور پیداوار کی طاقت (عام طور پر 414–552 MPa بمقابلہ . 345 - 483 MPa گریڈ 7 کے لئے) کی وجہ سے اس کی قدرے زیادہ قابل اجازت آکسیجن مواد (آکسیجن میں اضافہ) کی وجہ سے۔ گریڈ 7 ، تاہم ، معمولی طور پر بہتر ڈکولٹی (لمبائی 20-25 ٪ بمقابلہ . 18 - گریڈ 2 کے لئے 22 ٪) پیش کرتا ہے ، جس سے پیچیدہ شکلوں میں تشکیل دینا قدرے آسان ہوجاتا ہے۔ دونوں درجات میں لچک (~ 110 جی پی اے) اور سختی (گریڈ 2: 160–190 ایچ وی ؛ گریڈ 7: 150-180 ایچ وی) کا ایک جیسے ماڈیولی ہے ، لہذا ان کی لچک اور مشینی زیادہ تر مقاصد کے لئے موازنہ ہے۔
آخر ،درخواستیں اور لاگتان اختلافات کی عکاسی کریں۔ گریڈ 2 اس کی لاگت ، تشکیل پزیریت ، اور عام سنکنرن مزاحمت کی وجہ سے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا سی پی ٹائٹینیم گریڈ ہے۔ اس کی درخواستوں میں میڈیکل ایمپلانٹس (پیچ ، پلیٹیں) ، صارفین کے سامان (گھڑی کے معاملات ، زیورات) ، آرکیٹیکچرل کلڈنگ ، اور کم دباؤ والے کیمیائی سامان شامل ہیں۔ گریڈ 7 ، اضافی پیلیڈیم (ایک نایاب اور مہنگا دھات) کی وجہ سے ، گریڈ 2 (عام طور پر 20–50 ٪ زیادہ ، مارکیٹ کی صورتحال پر منحصر ہے) کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ مہنگا ہے۔ اس کی اعلی قیمت اس کی اعلی سنکنرن مزاحمت کے ذریعہ جائز ہے ، لہذا یہ اعلی داؤ پر لگنے والی ایپلی کیشنز کے لئے مخصوص ہے: کیمیائی پروسیسنگ ری ایکٹرز ، ہیٹ ایکسچینجرز ، سبسا میرین اجزاء ، تیل اور گیس ڈاؤ ہول ٹولز ، اور طبی آلات جو جسمانی سیالوں (جیسے ، امپلانٹیبل پمپ) کے سامنے ہیں۔
خلاصہ یہ کہ ، جبکہ گریڈ 2 ہلکے ماحول کے لئے ایک ورسٹائل ، لاگت سے موثر سی پی ٹائٹینیم ہے ، گریڈ 7 ایک خصوصی ، سنکنرن سے مزاحم شکل ہے جس میں سخت حالات کو کم کرنے کے لئے بہتر بنایا گیا ہے۔
