耐熱鋼中のチタン

チタンの利点

この金属は低密度であり、腐食、振動、および長時間の静的荷重に対する非常に高い耐性を備えているため、ロケット工学や航空工学の材料の必要不可欠な基盤となりました。強度を損なうことなくチタンが提供する重量の優位性は、全ての開発者やエンジニアに知られており、そのため合金の製造に広く普及しています。チタン合金は、500°Cまでの航空機およびロケット技術に使用されており、アルミニウムやマグネシウム合金が既に機能しない場合や、鉄鋼やニッケル合金が設計を著しく重くする時に使用されます。

チタンの影響

少量（最大0.3% Ti）だと、高温耐性鋼の長時間強度が向上します。複合合金高温耐性鋼の延性は、逆に多量のチタンを導入することで達成されます。この場合、チタンは炭素と結合して、分散強化プロセスには参加しない炭化物の強力な結合を形成します。したがって、バナジウムやクロムの炭化物の形成プロセス中にチタンと炭素の比が5:1を超えると、高温耐性鋼の硬度と強度特性が低下します。このプロセスは高温だけでなく、常温でも発生します。

分散強化

チタンを含む合金の分散強化過程は、y'-相の形成とオーステナイト鋼の高温耐性の大幅な向上をもたらします。チタンは温度によって変化する溶解度を持っています。硬化した固溶体の老化時におけるy'-相の形成の動態は、クロムや他の合金元素の含量に直接依存します。

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