19.11 ไทเทเนียม
รูปตารางธาตุ แสดงส่วนของธาตุไทเทเนียม
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
ไทเทเนียม (Titanium) เป็นโลหะที่มีความหนาแน่นต่ำ, ที่ทนทานต่อการกัดกร่อน ถูกออกแบบใช้งานในกรณีพิเศษ ไทเทเนียมมีจุดหลอมเหลวสูง และให้ความแข็งแกร่งสูงเมื่อเทียบต่อน้ำหนัก มันสามารถนำมาผลิตชิ้นส่วนที่ทนต่อสภาวะความเค้นในอุณหภูมิที่สูงได้
รูปไทเทเนียม
โดยปกติไทเทเนียมต้องผ่านการผสมเพื่อให้มันมีความแข็งแกร่ง และมีน้ำหนักเบา ธาตุที่นำมาผสมก็คือ อลูมิเนียม, ดีบุก และวาเนเดียม (Vanadium)
ไทเทเนียมที่นำมาใช้มากที่สุดจะเป็นรหัส R56400 ที่เป็นวัสดุที่มีไทเทเนียมเป็นส่วนใหญ่ มีการเติมอลูมิเนียม 6% และวาเนเดียม 4% มันเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Ti-6Al-4V โลหะผสมที่เพิ่มความแข็งแกร่งมากขึ้นเนื่องมาจากผ่านการชุบแข็งแบบฉับพลัน คุณสมบัติเลือกใช้งานของโลหะผสมดูที่ตารางด้านล่าง
|
คุณสมบัติของไทเทเนียมผสม
|
|
โลหะผสม
|
สภาพ
|
ความแข็งแกร่งทางดึง (ksi)
|
ความแข็งแกร่งที่จุดครากตัว (ksi)
|
เปอร์เซ็นการยืดตัว (% ใน 50 mm)
|
ความทนทานต่อการกระแทก (ft-lb)
|
โมดูลัสความยืดหยุ่น (x1000ของ ksi)
|
|
R56400 (Ti-6Al-4V)
|
อบอ่อน
|
145
|
138
|
15
|
16
|
15.2
|
|
R56400 (Ti-6Al-4V)
|
ชุบแข็งฉับพลัน
|
171
|
157
|
6
|
11
|
15.2
|
ตารางแสดงคุณสมบัติไทเทเนียมผสมสองแบบของ R56400 ที่ใช้กันส่วนมาก
มีข้อจำกัดของการใช้ไทเทเนียมทางการค้า เพราะว่ามันสกัดได้ยาก มันมาจากแร่ที่เรียกว่า แร่รูไทล์ (Rutile) (เป็นแร่ของไทเทเนียม) กระบวนการผลิตไทเทเนียม ต้องเป็นการควบคุมการผลิตแบบปิด ทั้งนี้เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของโลหะ
รูปตัวอย่างก้อนแร่รูไทล์
ด้วยเหตุผลนี้นี่เอง ทำให้ไทเทเนียมค่อนข้างจะมีราคาแพง เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้า หรืออลูมิเนียม ไทเทเนียมจึงเหมาะสมที่จะนำไปใช้ในงานพิเศษเท่านั้น ซึ่งมันมีคุณสมบัติวิกฤติที่เหนือกว่าโลหะอื่น
ไทเทเนียมมีกระบวนการจากแร่รูไทล์ ไปจนถึงเตรียมนำไปใช้งานมีอยู่ สามช่วง ก็คือ
ช่วงแรก เป็นการลดขนาดจากแร่ของไทเทเนียมไปเป็นฟองน้ำ หรือโลหะรูพรุน
ช่วงที่สอง ฟองน้ำนี้ถูกหลอมละลายไปเป็นอินก็อดในเตาหลอมสุญญากาศอาร์คไฟฟ้า (Electric arc vacuum furnace) การหลอมเหลวต้องเกิดขึ้นในสภาวะสุญญากาศ หรือในก๊าซเฉื่อย เพื่อป้องกันปฏิกิริยาของก๊าซละลายในโลหะ
ในช่วงสุดท้ายของกระบวนการ อินก็อดเปลี่ยนแปลงไปยังผลิตภัณฑ์พื้นฐาน (เช่นเป็นท่อน (Billets)) เพื่อเป็นรูปร่างสุดท้าย
แต่ละช่วงของกระบวนการ ต้องมีการควบคุมการผลิตแบบปิดเพื่อให้แน่ใจว่า โลหะที่ผลิตได้มีความบริสุทธิ์สูงที่สุดในขั้นตอนสุดท้าย
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
“คนเรามีทั้ง ข้อดี
และ ข้อเสีย
แต่ มีอยู่ข้อหนึ่ง
มีมากที่สุดคือ ข้ออ้าง”
<หน้าที่แล้ว สารบัญ หน้าต่อไป>
| 
