8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

1/23

TITANUL I ALIAJE DE TITAN

2.1 Titanul pur comercial

Titanul a fost descoperit n 17! "i este al nou#lea element din cele mai r#sp$ndite pep#m$nt. %rocesul de fa&rca'ie (roll )de*+oltat n 1,- permite producerea titanului n cantit#'icomerciale. /etoda (roll implic# o clorurare a minereului &rut pentru a produce tetraclorura detitan )Ti0l. Acest compus este apoi redus cu mane*iu solid n atmosfer# inert# pentru a seproduce /0l2 "i linoul poros de titan )sponios. Ionii de clorur# "i clorura de mane*iure*idual# sunt apoi de*alcalini*ate pentru a purifica linoul3 care este apoi compactat. Titanul

folosit la fa&ricarea componentelor implantului modular are o puritate nominal# de 3!43 estedin 0lasa 3 cu elemente de aliere3 compo*i'ia c5imic# fiind specificat# n ta&elul 2.1.

Tabelul 2.16pecifica'ii compo*i'ionale pentru pentru titanul pur comercial din 0lasa 0ompo*i'ia c5imic#3 4 masice

0 8 N 9e Altele!31! !3!1!! !3! !3!: !3,! ;

Titanul este un element alotropic. La temperatura camerei3 structura 5e

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

2/23

Au re*isten'# ridicat# cu raportul de reutate3 astfelF densitatea titanului este de 3: ?cm,3fiind opusul lui 73 ?cm,pentru ,1- 66 "i =3, ?cm,pentru aliaele 0o;0r;/o sau 32 ?cm,

pentru aliaele 0o;Ni;0r;/o.Titanul nealiat se clasific# n func'ie de inclu*iunile de impurit#'i. Ni+elul de impurit#'i

este controlat cu aten'ie. 0antitatea de o

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

3/23

Tratamentul termic:poate influen'a semnificati+ microstructura G propriet#'ile mecanice.

E

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

4/23

/icrostructurile specifice pot con'ineFec5ia

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

5/23

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

6/23

Figura 2.2Influen'a elementelor de aliere asupra temperaturii de transformare

Tratarea termic# a aliaului se pre*int# n fiura 2.,.

::

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

7/23

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

8/23

Figura 2.4Tratamentul termic al aliaului K

:7

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

9/23

r "i f au solu&ilit#'i solide e

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

10/23

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

11/23

)=

-!

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

12/23

4 Aliaj Ti6Al4V

0el mai comun alia al titanului este Ti-Al G con'ine titan3 aluminiu "i +anadiu.Aluminiul face s# cresc# temperatura de transformare dintre fa*ele "i .

2., Aliae Ti;-Al;?K

>n anii 1:! aliaele de titan durifica&ile au fost c#utate pentru a r#spunde la cerin'ele

pentru materiale cu re*isten'# specific# ridicat#3 flua sc#*ut3 temperatur# ridicat# de topire "i

re*isten'# la coro*iune ridicat# pentru componentele din industria de a+ioane3 cum ar fi motoarele

cu reac'ie. De"i au fost luate n considerare nc# din anii 1:!3 aliaele de titan nu au fost folosite

pentru aplica'ii c5iruricale dec$t din anii 1-!. Actualmente3 aliaele de titan cum este Ti;-Al;

au nceput s# ri+ali*e*e cu o'elurile ino

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

13/23

Figura 2.5Diarama de fa*e Ti;Al

Al pre*int# o solulu&ilitate mare cu efect durificator c$nd este aliat n matricea de titan3

a"a cum se pre*int# n fiura 2.-.

-2

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

14/23

Figura 2.6Efectul durific#rii la cantit#'i mici de Al pentru alierea cu Ti

Alierea cu ser+e"te la sta&ili*area fa*ei . 8 aliere cu numai 4 +ol )Ot reduce

temperatura de tran*i'ie ; aproape de 2!! o03 a"a cum se +ede n diarama de fa*e Ti; din

fiura 2.7.

Figura 2.7Diarama de fa*e Ti;

9a*a cu structur# cu&ic# cu +olum centrat permite o plasticitate mai &un# la temperaturi

sc#*ute3 dar este mai suscepti&il# la contaminarea atmosferic#. 9a*a este mult mai re*istent# la

contaminarea cu on ca*ul aliaului Ti;-Al;3 fa*a poate fi men'inut#

c5iar "i dup# r#cirea n cuptor. /icrofotorafia pre*entat# n fiura 2.= repre*int# un alia Ti;-Al;

Kcare a fost forat "i apoi supus mtr$nirii la o temperatur# medie3 cu o r#cire n cuptor

la temperatura camerei.

-,

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

15/23

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

16/23

-tructura Ti6Al4V ,

-:

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

17/23

,

--

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

18/23

-tructura Ti6Al4V 5

-7

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

19/23

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

20/23

)1!

%ro&leme de prelucrare inter+in atunci cnd e

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

21/23

6tructura microscopica a spumei de rTi

6tructura osului

7!

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

22/23

Titan poros sinteri*at )

Titan poros )poro*itate !43 particule:!G:! Rm )-

71

8/12/2019 Cap.+6+Titan (2)

23/23

)