Titan yüksek dayanım ve üstün korozyon direnci yanında, düşük yoğunluğu ile de seçkinleşen bir metaldir. Bu özelliklerin bir araya gelmesi, pahalılığına rağmen titana çeşitli özel uygulanma alanları açmıştır. Titan alaşımları uçak yapımında, jet ve yüksek güç motorlarında, saf titan ise kimyasal proses ve galvanoplasti donanımlarında kullanılır.
Saf Titan Nedir
Arıtma işlemi sonunda gözenekli bir biçimde elde edilmesinden dolayı sünger olarak nitelenen saf titan, vakumda yeniden eritilerek ingota dönüştürülür. Eser miktardaki katışkıların saptanması güç olduğundan, teknik titan türleri ortalama çekme dayanımlarına göre sınıflanabilir.
Oda sıcaklığında sıkı düzenli hegzagonal kafese sahip olan α-titanın soğuk şekillendirilebilme kabiliyeti sınırlıdır. Kristal yapı 882°C'ın üzerinde hacim merkezli kübik duruma dönüşür (β-titan). Alaşımlama ile hmk kafes oda sıcaklığında da kararlı hale getirilebilir.
Titanın mekanik özellikleri katışkıların tür ve miktarına göre büyük ölçüde değişir. Tokluğun öncelik taşımadığı alüminyum eloksal banyolarının askıları gibi konstrüksiyonlarda, fazla oksijen içeren TiF60'ın yüksek dayanımından yararlanılması yerinde olur.
Esasında asal bir metal olmayan titanın korozyona dayanıklılığı, yüzeye kuvvetle bağlanan ve kimyasal etkilere karşı büyük direnç gösteren oksit tabakasından ileri gelir.
Titan, oksitleyici asitlerde, asit karışımlarında ve hatta kral suyunda dahi kimyasal kararlılığını korur. Son zamanlarda deniz suyu tatlılaştırma tesislerinin ısı değiştirgeçlerinde ve tuzlu su soğutmalı olarak çalışan kıyı kuvvet santrallerinde kullanımı üzerinde durulmaktadır. Damla yoğuşmasına yol açması ısı iletimini artırır. Düşük yoğunluğu diğer malzemelerle arasındaki fiyat farkını kısmen karşılar.
Döküm dışındaki imal usulleri, titanın özellikleri dikkate alınmak koşuluyla, çeliktekine benzer şekilde uygulanabilir. Örneğin oksijenle alışılmamış oranlarda katı çözelti oluşturmasından dolayı, havada ısıl işlem veya sıcak şekil verme sonucu titanın müsaade edilen sınırların üzerinde oksijen alması söz konusudur. İçyapıya yayınan hidrojen de mey-dana getirdiği titan hidrür çökeltilerinin çentik etkisinden ötürü tokluğu kuvvetle azaltır. Böylece oksijen ve hidrojenin girmesiyle gevrekleşen yüzey tabakası, sonradan en az bu ölçüde işlenecek parçalar için sakınca yaratmaz. Ancak küçük parçalar ve ince kesitlerin ısıl işlemleri vakumda veya asal gaz ortamında yapılmalıdır.
Kaynak işleminin ise daima asal gaz veya vakum altında gerçekleştirilmesi zorunludur. Kaynak bölgesi ayrıca soğuyuncaya kadar da hava ile temas etmemelidir. Dikiş kalitesi sertlik ölçülerek kolayca denetlenebilir. Oksijen veya azot absorpsiyonu kendini sertlik artışı ile belli eder. Titan talaş kaldırılması güç bir malzemedir. İşlenmesi sırasında erişilebilecek kesme hızı alaşımsız çeliklerdekinin 1/20'si kadar olup, ince torna talaşlarının ve taşlama tozlarının tutuşma tehlikesi de vardır.
Önerilen Makale: Paslanmaz çelik sac malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için
paslanmaz çelik sac fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
Titan Alaşımları Nelerdir
Başta alüminyum olmak üzere kalay, zirkon alaşım elementleri veya oksijen hegzagonal (α) yapısının; vanadyum, krom, demir ve molibden de hacim merkezli kübik (β) nın kararlılığını desteklerler. Titana %30 alüminyum katılmasıyla α -alanının 882°C'tan 1240°C'a kadar genişlemesine karşın, %20 dolayında vanadyum β -fazını oda sıcaklığında kararlı hale getirir. Böylece teknikteki kullanım yerine göre α,β ve α+β alaşımları geliştirilmiş olup, bunlar genellikle iki veya daha fazla katkı elementi içerirler.
Hegzagonal α-alaşımlarında oksijen ,azot ve karbon gibi titanyumu gevrekleştirici yabancı elementler hmk yapıdaki kadar kolay yayınamaz. Bu nedenle yüksek sıcaklık uygulamaları için, örneğin jet motorlarında öncelikle α-alaşımları seçilir.
Hacim merkezli kübik β-alaşımları ise oda sıcaklığındaki dayanım değerleri bakımından üstündürler. Ancak β yapıcı olarak en az %13 vanadyum ve %11 krom gibi ağır metallerin katılması gerektiğinden yoğunluk artar. Söz konusu alaşımlar yaşlandırılmadan önce soğuk şekillendirilmeye elverişlidirler.
İki fazlı (α+β)-alaşımları β-alaşımları kadar yüksek dayanımlı değillerse de, yoğunluklarının düşük olması nedeniyle dayanım/yoğunluk oranı uygun malzemelerdir. α ve β alaşımları arasında optimum özellikleri temsil ettiklerinden yaygın olarak kullanılırlar. (α+β) alaşımlarına, sıcaklık ve soğuma hızına bağlı martenzitik türden (β) dönüşümüyle de ilişkili olarak, çökelme sertleştirmesi uygulanabilir. Bunun için ilkin β-alanı sınırının hemen altındaki bir sıcaklıkta çözme tavı yapılıp, kaldıraç kuralına göre çok miktarda α-katı çözeltisinin az miktarda α-katı çözeltisi ile dengede bulunması sağlanır. β-alanına girilmemesi tane irileşmesini önleme amacına yöneliktir. Daha sonra malzeme oda sıcaklığına kadar su verilerek soğutulur. Böylece (β) fazının yayınmasız (martenzitik) dönüşümüyle denge dışı (α') yapısı meydana gelir. Bu aşırı doymuş durumda gerçekleştirilen yaşlandırma tavı önemli ölçüde sertlik artışı yaratır. Yarı kararlı (β) alaşımları da çökelme yoluyla sertleştirilebilir. Bunun için sadece uygun sıcaklıkta yaşlandırma yeterlidir.
