تیتانیوم و فروتیتانیوم
تیتانیوم خود یک عنصر فلزی واسطه با درخشندگی فلزی است که معمولاً به رنگ خاکستری نقرهای است. اما خود تیتانیوم را نمی توان به عنوان یک فلز آهنی تعریف کرد. فروتیتانیوم را می توان گفت که یک فلز آهنی است زیرا حاوی آهن است.
فروتیتانیومآلیاژی از آهن است که از 10 تا 20 درصد آهن و 45 تا 75 درصد تیتانیوم تشکیل شده است که گاهی اوقات دارای مقدار کمی کربن است. این آلیاژ با نیتروژن، اکسیژن، کربن و گوگرد بسیار واکنش پذیر است و ترکیبات نامحلول را تشکیل می دهد. دارای چگالی کم، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی عالی است. خواص فیزیکی فروتیتانیوم عبارتند از: چگالی 3845 کیلوگرم / / متر مکعب، نقطه ذوب 1450-1500 ℃.
تفاوت بین فلزات آهنی و غیر آهنی
تفاوت فلزات آهنی و غیرآهنی در این است که فلزات آهنی حاوی آهن هستند. فلزات آهنی مانند چدن یا فولاد کربنی دارای محتوای کربن بالایی هستند که معمولاً در مواجهه با رطوبت آنها را مستعد زنگ زدگی می کند.
فلزات غیر آهنی به آلیاژها یا فلزاتی اطلاق می شود که حاوی مقدار قابل توجهی آهن نیستند. همه فلزات خالص عناصر غیرآهنی هستند، به جز آهن (Fe) که به فریت نیز معروف است، از کلمه لاتین "ferrum" به معنی "آهن".
فلزات غیرآهنی نسبت به فلزات آهنی گرانتر هستند اما به دلیل خواص مطلوب خود از جمله وزن سبک (آلومینیوم)، رسانایی الکتریکی بالا (مس) و خواص غیر مغناطیسی یا مقاوم در برابر خوردگی (روی) استفاده میشوند. برخی از مواد غیر آهنی در صنعت فولاد استفاده می شود، مانند بوکسیت که به عنوان شار در کوره بلند استفاده می شود. سایر فلزات غیر آهنی از جمله کرومیت، پیرولوزیت و ولفرامیت برای ساخت فروآلیاژها استفاده می شوند. با این حال، بسیاری از فلزات غیرآهنی دارای نقطه ذوب پایینی هستند که آنها را برای کاربرد در دماهای بالا مناسب تر می کند. فلزات غیر آهنی معمولاً از مواد معدنی مانند کربنات ها، سیلیکات ها و سولفیدها به دست می آیند که سپس با الکترولیز تصفیه می شوند.
نمونه هایی از فلزات آهنی رایج عبارتند از فولاد، فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی، چدن و آهن فرفورژه
تنوع مواد غیر آهنی بسیار زیاد است و هر فلز و آلیاژی که آهن ندارد را می پوشاند. فلزات غیر آهنی عبارتند از آلومینیوم، مس، سرب، نیکل، قلع، تیتانیوم و روی و همچنین آلیاژهای مس مانند برنج و برنز. سایر فلزات غیر آهنی کمیاب یا گرانبها عبارتند از طلا، نقره و پلاتین، کبالت، جیوه، تنگستن، بریلیم، بیسموت، سریم، کادمیوم، نیوبیم، ایندیم، گالیم، ژرمانیوم، لیتیوم، سلنیوم، تانتالیم، تلوریم، وانادیم و زیرکونیوم.
|
فلزات آهنی |
فلزات غیر آهنی |
محتوای آهن |
فلزات آهنی حاوی مقدار قابل توجهی آهن هستند که معمولاً بیش از 50 درصد وزنی دارد.
|
فلزات غیرآهنی حاوی مقدار کمی آهن هستند. میزان آهن آنها کمتر از 50 درصد است.
|
خواص مغناطیسی |
فلزات آهنی مغناطیسی هستند و فرومغناطیس از خود نشان می دهند. آنها می توانند جذب آهنربا شوند. |
فلزات غیر آهنی غیر مغناطیسی هستند و فرومغناطیس را نشان نمی دهند. آنها جذب آهنربا نمی شوند.
|
حساسیت به خوردگی |
آنها در معرض رطوبت و اکسیژن بیشتر در معرض زنگ زدگی و خوردگی هستند که در درجه اول به دلیل محتوای آهن است.
|
آنها به طور کلی در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم تر هستند، و آنها را در کاربردهایی که قرار گرفتن در معرض رطوبت نگران کننده است، ارزشمند می کند. |
تراکم |
فلزات آهنی نسبت به فلزات غیرآهنی چگال تر و سنگین تر هستند.
|
فلزات غیرآهنی نسبت به فلزات آهنی سبک تر و چگالی کمتری دارند. |
استحکام و دوام |
آنها به دلیل استحکام و دوام بالا شناخته شده اند و آنها را برای کاربردهای ساختاری و باربر مناسب می کند.
|
بسیاری از فلزات غیرآهنی مانند مس و آلومینیوم رسانای عالی الکتریسیته و گرما هستند.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
کاربردهای فروتیتانیوم
صنعت هوافضا:آلیاژ فروتیتانیومبه دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و چگالی کم به طور گسترده در صنعت هوافضا استفاده می شود. برای ساخت سازه های هواپیما، قطعات موتور، قطعات موشک و موشک و غیره استفاده می شود.
صنایع شیمیایی:فروتیتانیوم به دلیل مقاومت در برابر خوردگی اغلب در صنایع شیمیایی مانند ساخت راکتورها، لوله ها، پمپ ها و غیره استفاده می شود.
تجهیزات پزشکی:فروتیتانیوم همچنین در زمینه های پزشکی مانند ساخت مفاصل مصنوعی، ایمپلنت های دندانی، ایمپلنت های جراحی و غیره به دلیل زیست سازگاری و مقاومت در برابر خوردگی خوبی استفاده می شود.
مهندسی دریایی: فروتیتانیومبه طور گسترده ای در زمینه مهندسی دریایی مانند ساخت تجهیزات تصفیه آب دریا، قطعات کشتی و غیره استفاده می شود، زیرا در برابر خوردگی آب دریا مقاوم است و می تواند برای مدت طولانی در محیط های دریایی استفاده شود.
کالاهای ورزشی:برخی از کالاهای ورزشی مانند چوب گلف سطح بالا، قاب دوچرخه و غیره نیز استفاده می کنند
فروتیتانیومآلیاژ برای بهبود استحکام و دوام محصول.
به طور کلی آلیاژهای تیتانیوم-آهن به دلیل خواص عالی در بسیاری از زمینه ها کاربرد فراوانی دارند و برای محصولاتی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا و وزن سبک دارند بسیار مفید هستند.