Pengaruh Dan Penerapan Titanium dalam Baja

Baja dan titanium adalah logam yang umum digunakan dalam manufaktur karena kekuatan, kekerasan, dan sifat fisik dan mekaniknya yang sangat baik.

Baja adalah paduan besi dan karbon, dengan kandungan karbon berkisar antara 0,2% hingga 2,1% berat. Meskipun besi dan karbon merupakan unsur utama, sejumlah kecil unsur lain seperti mangan, silikon, dan fosfor mungkin ada. Ada beberapa jenis baja, dikategorikan menurut kandungan karbon, unsur paduan dan proses perlakuan panas. Ini termasuk baja ringan, baja tahan karat dan baja paduan rendah berkekuatan tinggi. Baja dikenal karena kekuatan, daya tahan, dan keserbagunaannya, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi. Kegunaannya mencakup segala hal mulai dari konstruksi dan mobil hingga perkakas dan peralatan makan.

Titanium adalah unsur kimia dengan lambang Ti dan nomor atom 22. merupakan logam transisi berkilau dengan warna keperakan, kepadatan rendah dan kekuatan tinggi. Meskipun sekuat baja, kepadatannya jauh lebih kecil, menjadikannya logam pilihan untuk aplikasi yang mengutamakan rasio kekuatan terhadap berat.

Dalam keadaan murni, titanium sama kuatnya dengan beberapa baja namun kurang padat. Ketika dicampur dengan unsur lain seperti aluminium dan vanadium, ia dapat diperkuat secara signifikan. Dua kegunaan utama titanium adalah untuk ruang angkasa (pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, dan rudal) dan aplikasi industri karena ringan, kuat, dan tahan terhadap korosi bahkan pada suhu tinggi.

I. Titanium terhadap struktur mikro baja dan dampak perlakuan panas

① titanium dan nitrogen, oksigen, karbon memiliki afinitas yang kuat, merupakan deoxidizer yang baik dan nitrogen tetap, elemen karbon yang efektif.

② Kekuatan ikatan senyawa titanium dan karbon (TiC) sangat kuat, stabilitas tinggi, hanya dipanaskan hingga lebih dari 1000 derajat akan perlahan larut ke dalam larutan besi padat, partikel TiC harus mencegah pertumbuhan butiran baja dan peran menjadi kasar.

(iii) Titanium merupakan salah satu unsur pembentuk ferit yang kuat, sehingga daerah fasa austenitnya menyempit. Titanium dalam larutan padat meningkatkan pengerasan baja, sedangkan keberadaan partikel TiC mengurangi pengerasan baja.

④ Kandungan titanium mencapai nilai tertentu, karena presipitasi TiFe2 yang tersebar, dapat menghasilkan efek pengerasan presipitasi.

Kedua, pengaruh titanium terhadap sifat mekanik baja

① Ketika titanium berada dalam larutan padat dalam ferit, efek penguatannya lebih tinggi daripada aluminium, mangan, nikel, molibdenum, dll., diikuti oleh berilium, fosfor, tembaga, silikon.

② Pengaruh titanium terhadap sifat mekanik baja bergantung pada bentuk keberadaannya, rasio kandungan Ti dan C, dan metode perlakuan panas. Fraksi massa titanium sebesar {{0}}0,03% hingga 0,1% kekuatan luluhnya dapat ditingkatkan, namun bila rasio kandungan Ti dan C lebih dari 4, kekuatan dan ketangguhannya menurun tajam.

(iii) Titanium meningkatkan kekuatan abadi dan ketahanan mulur.

④ titanium pada ketangguhan baja, terutama ketangguhan benturan suhu rendah telah meningkat.

Ketiga, titanium mempengaruhi sifat fisik, kimia dan proses baja

① Meningkatkan stabilitas baja pada suhu tinggi, tekanan tinggi, hidrogen.

② titanium dapat meningkatkan ketahanan korosi pada baja tahan asam tahan karat, terutama ketahanan terhadap korosi intergranular.

③ Pada baja karbon rendah, ketika rasio kandungan Ti dan C mencapai 4,5 atau lebih, baja tersebut memiliki ketahanan yang baik terhadap korosi tegangan dan kerapuhan alkali karena oksigen, nitrogen, dan karbon semuanya tetap.

④ Menambahkan titanium ke baja dengan fraksi massa kromium 4%-6% meningkatkan ketahanan oksidasi baja pada suhu tinggi.

⑤ Penambahan titanium pada baja dapat mendorong pembentukan lapisan nitridasi, dan kekerasan permukaan yang dibutuhkan dapat diperoleh lebih cepat. Baja yang mengandung titanium disebut "baja nitridasi cepat" dan dapat digunakan untuk memproduksi sekrup presisi tinggi.

Meningkatkan kemampuan las baja mangan karbon rendah dan natrium tahan karat paduan tinggi.

Penerapan titanium pada baja

① fraksi massa titanium lebih dari 0,025% dapat dianggap sebagai elemen paduan.

② titanium sebagai elemen paduan dalam baja paduan rendah biasa, baja struktural paduan, baja perkakas paduan, baja perkakas kecepatan tinggi, baja tahan karat, baja tahan asam, baja non-kulit tahan panas, paduan magnet permanen, dan baja tuang banyak digunakan.

③Titanium telah digunakan sebagai berbagai material canggih, menjadi material strategis yang penting, penggunaan lebih dari separuh industri dirgantara, seperti pesawat ruang angkasa penerbangan, mesin listrik.