Tungsten ve Titanyum

Giriiş:

Tungsten ve titanyum, benzersiz özelliklerinden dolayı çeşitli endüstrilerde kullanılan iki popüler metaldir. Her iki metalin kullanım alanları benzer olsa da ağırlık, fiyat, dayanıklılık, sertlik ve hassas ciltlere uygunluk açısından belirgin farklılıkları bulunmaktadır. Bu makalede, tungsten ve titanyum arasında kapsamlı bir karşılaştırma sunarak okuyucuların hangi metalin ihtiyaçlarına en uygun olduğuna karar vermesine yardımcı olacağız.

Tungsten ve Titanyum Ağırlığı

Tungsten19,3 g/cm³ yoğunluğa sahiptir ve yoğunluğu 4,54 g/cm³ olan titanyumdan önemli ölçüde daha ağırdır. Bu, aynı hacimde metal kullanıldığında tungstenin titanyumdan daha ağır olacağı anlamına gelir. Örneğin, 1-inçlik bir tungsten küpü, 1-inçlik bir titanyum küpünden yaklaşık 19 kat daha ağır olacaktır.

Tungsten ve Titanyum Fiyatı:

Tungsten ve titanyumun maliyeti piyasa koşullarına göre değişmektedir. Ancak genel olarak konuşursak titanyum tungstenden daha ucuz olma eğilimindedir. Saf tungstenin mevcut fiyatı pound başına 37 dolar civarındayken, saf titanyum pound başına yaklaşık 28 dolardan satın alınabiliyor. Fiyatların saflık seviyelerine ve tedarikçi fiyatları ve konumu gibi diğer faktörlere bağlı olarak değişebileceğini unutmamak önemlidir.

Tungsten ve Titanyum Mukavemeti

Bu iki metalin mukavemeti karşılaştırıldığında tungsten başı çekiyor. Young modülü yaklaşık 562 GPa iken titanyumun Young modülü yaklaşık 165 GPa'dır. Basitçe söylemek gerekirse, tungsten kırılmadan önce gerilim veya uzama altında titanyuma göre daha fazla çekme mukavemeti gösterir. Bununla birlikte titanyum mükemmel yorulma direncine sahiptir, bu da yapısının sürekli yükleme sırasında bile güvenilir kaldığı anlamına gelir. Ek olarak titanyum, 200 dereceyi (392℉) aştığında mukavemetinde bir miktar kayıp sergileyen tungstenin aksine, geniş bir sıcaklık aralığında kalitesini mükemmel bir şekilde korur.

Tungsten ve Titanyum Sertliği:

Tungsten, tüm metaller arasında en yüksek erime noktalarından birine sahip olup 3422 dereceye (6192℉) ulaşırken, titanyum nispeten düşük bir erime noktasına - 1668 dereceye (3304℉) sahiptir. Sonuç olarak, tungstenin sertleştirilmesi, bazı demir alaşımlarında ve nikelde görüldüğü gibi ısıl işlemden ziyade alaşımlama veya işlenerek sertleştirme gibi kapsamlı işlemler gerektirir.

Öte yandan, doğal korozyon direnci ve çeliğe, özellikle de paslanmaz türlere kıyasla daha düşük reaktivitesi nedeniyle, birçok kişi saf titanyumun asla karbon çelikleri gibi ısıl işlem gerektirmemesi gerektiğine inanıyor. Bununla birlikte, hem tungstenli karbür semente karbürler hem de dökme titanyum parçalar genellikle nitrürleme gibi ek sertleştirme yöntemleri kullanır. Nitrür kaplamalar, her iki malzemenin de doğal özelliklerini çok fazla etkilemeden aşınma ömrünü artırır.

Hassas Cilt Uyumluluğu:

Tungstenin aksine,titanyumhipoalerjenik ve toksik olmadığı kanıtlanmıştır; bu nedenle aşırı duyarlılığı olan kişiler titanyum ürünlerin yanında artan konforun keyfini çıkarırlar. Bazı kişiler, beyaz altın parçalarının içinde bulunan nikel gibi belirli baz metallerden yapılan takılara karşı olumsuz tepkiler gösterir; ancak çoğu, kırmızı bakır alt katman üzerine kaplanmış gümüş kadmiyum oksit ve rodyum dahil olmak üzere, kısmen geri dönüştürülmüş içerik veya günümüzde mevcut olan laboratuvar prosedürleri kullanılarak üretilen eşdeğer biyouyumlu alternatifler bulur veya diğerleri Pdmax milyonda birkaç bin parçaya kadar değişen miktarlar içerir.

 Although the human body generally tolerates tungsten well enough so long as no exposure occurs through ingestion or skin irritation resulting from sharp edges/points over extended periods, those concerned about potentially sensitive skin would still benefit more from choosing items featuring primarily (>yüzde 99).

Uygulamalar:

Yüksek mukavemet-yoğunluk oranı ve mükemmel korozyon direnci nedeniyle,titanyumuçak motorlarında, endüstriyel işleme tesislerinde, denizcilik donanımlarında, cerrahi implantlarda, spor ekipmanlarında (golf kulüpleri ve tenis raketleri), saat kasalarında, tasarımcı mücevherlerinde, gözlük çerçevelerinde ve otomotiv bileşenlerinde, özellikle de egzoz sistemlerinde yaygın uygulama alanı bulur.

Öte yandan, aşındırıcılara karşı aşırı sertliği nedeniyle tungsten çoğunlukla muazzam dayanıklılığın gerekli olduğu yerlerde kullanılır: askeri mühimmat çekirdekleri, tıbbi görüntüleme cihazlarındaki X-ışını hedefleri, lamba filamanları, kesici aletler ve aşınmaya dayanıklı parçalar. Süper alaşımlar ayrıca sıcak mukavemetlerini büyük ölçüde arttırdığı için tungsten ilavesinden de yararlanır. Bu süper alaşım uygulamaları arasında enerji üretimi için gaz türbin kanatları, ticari havayolları veya uzay mekikleri için jet motoru bileşenleri, doğrudan erimiş sülfürik asit buharı/sıvı damlacıklarına maruz kalan yüksek derecede korozif ortamlardaki kimyasal tesis reaktörleri/ısıtıcılar eşanjör boruları yer alır; gelişmiş sıcaklık stabilitesi gerektiren tüm alanlar birleştirilir olağanüstü boyutsal bütünlüğe sahip.

Çözüm:

Yukarıdaki karşılaştırmaları dikkatlice analiz ettikten sonra uzmanlar,tungsten veya titanyumçeşitli bağlamlarda daha iyi performans gösterir. Sonuçta, bunlar arasında karar vermek, genel olarak nesnel olarak neyin üstün göründüğünü sormaktan ziyade, büyük ölçüde amaçlanan amaca yöneliktir. Bütçe kısıtlamaları, gerekli güç ve istenen ağırlık azaltma tedbirlerinin yanı sıra karşılaşılan çevresel durumlar ve mümkünse fiziksel görünüm tercihleri ​​gibi faktörleri göz önünde bulundurun. Birlikte ele alındığında bunlar, özellikle bu iki metalle ve ekonomimizin farklı sektörlerinin sunduğu farklı taleplerle ilgilenirken, seçimimizi açıkça bir malzeme yerine diğerine yönlendirmelidir.

Referanslar:

"Malzeme Veritabanı". MatDB. https://www.matrix.auc.dk/materialdb/ adresinden alındı.

"Metalurji Terminolojisi". ASM Uluslararası. http://www.asminternational.org/bookstore/prod_detay.asp?productID=BK0114P adresinden alındı.

HK DHALIWAL VE RM GARrett (2008) JOM Cilt 60(12): sayfa 24–28. DOI: 10.1007/s11837—008—0146–z

Dilediğini sor