اخبار فناوری

یکی از مهم ترین جهت گیری های متالورژی مدرن، بهبود کیفیت محصولات با نرخ رشد تولید نسبتا پایین است. به این معنی که اولویت تولید مصالح سازه ای با خواص مکانیکی بالا و در عین حال کاهش مصرف فلز است. توجه داشته باشید که این امر تنها با ترکیب آلیاژ مورد نظر با فروآلیاژهای مختلف مانند فرومنگنز، فروسیلیس و فروسیلیس منگنز حاصل می شود. یکی از موثرترین و رایج ترین انواع این فروآلیاژها، فروآلیاژ تیتانیوم است.

فروتیتانیوم فروآلیاژی متشکل از تیتانیوم و آهن با حداقل محتوای تیتانیوم 20 درصد و حداکثر محتوای تیتانیوم 75 درصد وزنی است. لطفا توجه داشته باشید که فروتیتانیوم از ذوب مجدد یا احیا به دست می آید و همچنین ممکن است حاوی آلومینیوم، مس، سیلیکون و مقادیر کمی ناخالصی باشد. این محصول بسته به ناخالصی های موجود در فروتیتانیوم در چندین گرید مختلف از جمله گریدهای Fti25، Fti70S05، Fti30، Fti70S08، Fti70S1، Fti70S05Sn03، Fti57S7 و Fti35S8 در بازار جهانی عرضه می شود.
لازم به توضیح است که طبق مجموعه ای که توسط استانداردهای دولتی ارائه شده است، فروتیتانیوم دارای 6 گرید اصلی است که میزان تیتانیوم آنها از 28 تا 75 درصد متغیر است.همچنین بسته به اندازه ذرات فروتیتانیوم، این گریدها دارای حداقل اندازه 3.2 میلی متر و حداکثر اندازه 50 تا 200 میلی متر هستند. تحویل فروتیتانیوم به مصرف کننده می تواند در قطعات با وزن بیش از 15 کیلوگرم انجام شود.

ترکیب فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی است که جزء اصلی آن تیتانیوم است. سایر عناصر شیمیایی عبارتند از آلومینیوم، سیلیکون، کربن، فسفر، گوگرد، مس، تنگستن، مولیبدن و قلع. در واقع فروتیتانیوم گروهی از فروآلیاژهای مورد استفاده برای آلیاژسازی و اکسید زدایی فولاد است و ترکیب این فروآلیاژ بیش از 35 درصد تیتانیوم، 1-7 درصد آلومینیوم، 1-4.5 درصد سیلیکون، تا 3 درصد مس و بقیه ترکیب آن آهن و سایر ناخالصی ها (کربن، فسفر، گوگرد و غیره) است.

باید توضیح داد که ترکیب آلومینیوم، سیلیکون و مس یک ماده نامطلوب اما اجتناب ناپذیر است. آلیاژهای حاوی 65 تا 78 درصد تیتانیوم را می توان با آلیاژ کردن ضایعات تیتانیوم یا اسفنج تیتانیوم با ضایعات آهن در کوره القایی به دست آورد.

مزایای فروتیتانیوم
فروتیتانیوم، تولید شده بر اساس استانداردهای فنی تعیین شده، در تولید فولاد ابزار با سرعت بالا استفاده می شود.مهمترین مزایای فروتیتانیوم عبارتند از:

هزینه نسبتا کم
نقطه ذوب کاهش می یابد.
جذب تیتانیوم را تقویت می کند.
بهبود خواص مکانیکی آلیاژها
به طور قابل توجهی جوش پذیری را بهبود می بخشد
مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته است

خواص و کاربردهای فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی از آهن و تیتانیوم است که حاوی 10-20 درصد آهن، 45-75 درصد تیتانیوم و گاهی مقدار کمی کربن است. علاوه بر این، تیتانیوم با گوگرد، کربن، اکسیژن و نیتروژن بسیار واکنش پذیر است و ترکیبات نامحلول تشکیل می دهد و به سرباره خشک تبدیل می شود، بنابراین برای اکسیداسیون و در برخی موارد گوگرد زدایی و نیتروژن زدایی در فرآیند تولید فولاد استفاده می شود. و چدن بسیار مثمر ثمر است. در فولادسازی، افزودن تیتانیوم فلزی با ساختار دانه ریزتر تولید می کند.
لازم به توضیح است که مهمترین کاربردهای فروتیتانیوم مربوط به کاربرد آن در فرآیندهای آلیاژسازی فولاد به ویژه در تولید قطعات حیاتی و تولید الکترودهای جوشکاری می باشد. در واقع با توجه به خواص فروتیتانیوم، استفاده از فروتیتانیوم در فرآیند تولید فولاد باعث می شود که فولاد نهایی در برابر خوردگی بسیار مقاوم باشد. و دقیقاً به دلیل این خاصیت است که فروتیتانیوم اغلب در تولید فولاد ضد زنگ استفاده می شود.علاوه بر این، این آلیاژ در فرآیند ذوب حساس ترین فولادهای ساختاری برای اهداف اکسید زدایی و گاز زدایی نهایی استفاده می شود. از فروتیتانیوم در تولید الکترودهای جوشکاری نیز استفاده می شود.

به عبارت دیگر، فروتیتانیوم به طور گسترده برای آلیاژسازی، گاززدایی و اکسید زدایی فولاد استفاده می شود. مهمترین ویژگی فولادهای حاوی فروتیتانیوم خواص مکانیکی بسیار بالای آنهاست. شایان ذکر است که فروتیتانیوم کربن را به کاربید تیتانیوم متصل می کند که جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی فولاد را بهبود می بخشد. علاوه بر این، پودر فروتیتانیوم می تواند به عنوان سوخت برای برخی از ترکیبات پیروتکنیک استفاده شود. (آلومینا چیست؟)

هدف از استفاده از فروتیتانیوم
به لطف توسعه سریع متالورژی، صنعت فولاد مدرن امروزی محصولات متنوع تری تولید می کند. برای افزایش جذب مواد افزودنی مفید توسط فولاد مذاب، متالورژی مدرن از فروآلیاژهای مختلف مانند آهن تیتانیوم استفاده می کند. لازم به توضیح است که فروتیتانیوم یک آلیاژ میانی است. در ساخت فولاد ضد زنگ استفاده می شود. هنگامی که فروتیتانیوم به فولاد اضافه می شود، فولاد مورد نظر خواص ویژه ای پیدا می کند و مقاومت به خوردگی آن را افزایش می دهد.هنگام آلیاژ کردن 1 تن فولاد، مصرف تیتانیوم بسیار کم است، حدود 0.5-2٪. مهمترین اهداف استفاده از فروتیتانیوم در متالورژی عبارتند از:

فروتیتانیوم در متالورژی برای اکسید زدایی و آلیاژسازی فولاد و در تولید الکترودهای جوشکاری و قطعاتی که نیازمند الزامات کیفی خاصی هستند استفاده می شود.
هنگامی که تیتانیوم در تولید فولاد ضد زنگ و فولاد مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود، کاربید تیتانیوم به دست می آید که خواص بهبود یافته بخش کربن را به حداکثر می رساند. در نتیجه، شاخص جوش پذیری آلیاژ و مقاومت در برابر خوردگی به طور قابل توجهی بهبود می یابد.
تیتانیوم فلزی با نقطه ذوب بسیار بالا است، بنابراین افزودن تیتانیوم به کوره های فولادسازی به شکل خالص آن مستلزم هزینه های بالای انرژی و مصرف مقادیر زیادی پرکننده است.
از مهمترین مزایای افزودن فروتیتانیوم به فرآیند تولید فولاد می توان به کاهش زمان ذوب، کاهش شدت انرژی فرآیند، صرفه جویی در مواد درگیر در تولید و افزایش کیفیت محصول نهایی اشاره کرد.

تولید فروتیتانیوم
تولید فروتیتانیوم به دو صورت انجام می شود. اولین مورد، فرآیند آلومینوترمیک کوره سابق است که شامل ذوب کنسانتره ایلمنیت و ضایعات تیتانیوم است.محصول این فرآیند تولید فروتیتانیوم با نسبت کمی از تیتانیوم است. روش دوم شامل ذوب آهن قراضه و تیتانیوم در یک کوره الکتریکی برای تولید فروتیتانیوم است که نسبت بالایی از تیتانیوم دارد.

به عبارت دیگر از کنسانتره ایلمنیت می توان آلیاژی حاوی 20 تا 40 درصد تیتانیوم را به روش آلومینوترمیک به دست آورد. در اینجا، آلومینیوم به عنوان یک عامل کاهنده برای آهن و تیتانیوم عمل می کند. از سوی دیگر، فروتیتانیوم با محتوای تیتانیوم 65 تا 78 درصد از آلیاژسازی تیتانیوم اسفنجی یا ضایعات تیتانیوم با ضایعات فولادی در یک کوره القایی تولید می‌شود. در واقع این فروتیتانیوم از مخلوط کردن ضایعات اسفنج و تیتانیوم با آهن و ذوب آنها با هم در یک کوره القایی تهیه می شود.

لطفاً توجه داشته باشید که قطعات فروتیتانیوم باید عاری از سرباره و سطوح و قطعات آسیب دیده نباید با ماسه یا مواد دیگر آلوده باشند. بلکه فقط وجود فیلم های اکسیدی و آثاری از مواد نچسب قابل تحمل است.

یکی از مهم ترین جهت گیری های متالورژی مدرن، بهبود کیفیت محصولات با نرخ رشد تولید نسبتا پایین است. به این معنی که اولویت تولید مصالح سازه ای با خواص مکانیکی بالا و در عین حال کاهش مصرف فلز است. توجه داشته باشید که این امر تنها با ترکیب آلیاژ مورد نظر با فروآلیاژهای مختلف مانند فرومنگنز، فروسیلیس و فروسیلیس منگنز حاصل می شود. یکی از موثرترین و رایج ترین انواع این فروآلیاژها، فروآلیاژ تیتانیوم است.

فروتیتانیوم فروآلیاژی متشکل از تیتانیوم و آهن با حداقل محتوای تیتانیوم 20 درصد و حداکثر محتوای تیتانیوم 75 درصد وزنی است. لطفا توجه داشته باشید که فروتیتانیوم از ذوب مجدد یا احیا به دست می آید و همچنین ممکن است حاوی آلومینیوم، مس، سیلیکون و مقادیر کمی ناخالصی باشد. این محصول بسته به ناخالصی های موجود در فروتیتانیوم در چندین گرید مختلف از جمله گریدهای Fti25، Fti70S05، Fti30، Fti70S08، Fti70S1، Fti70S05Sn03، Fti57S7 و Fti35S8 در بازار جهانی عرضه می شود.
لازم به توضیح است که طبق مجموعه ای که توسط استانداردهای دولتی ارائه شده است، فروتیتانیوم دارای 6 گرید اصلی است که میزان تیتانیوم آنها از 28 تا 75 درصد متغیر است.همچنین بسته به اندازه ذرات فروتیتانیوم، این گریدها دارای حداقل اندازه 3.2 میلی متر و حداکثر اندازه 50 تا 200 میلی متر هستند. تحویل فروتیتانیوم به مصرف کننده می تواند در قطعات با وزن بیش از 15 کیلوگرم انجام شود.

ترکیب فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی است که جزء اصلی آن تیتانیوم است. سایر عناصر شیمیایی عبارتند از آلومینیوم، سیلیکون، کربن، فسفر، گوگرد، مس، تنگستن، مولیبدن و قلع. در واقع فروتیتانیوم گروهی از فروآلیاژهای مورد استفاده برای آلیاژسازی و اکسید زدایی فولاد است و ترکیب این فروآلیاژ بیش از 35 درصد تیتانیوم، 1-7 درصد آلومینیوم، 1-4.5 درصد سیلیکون، تا 3 درصد مس و بقیه ترکیب آن آهن و سایر ناخالصی ها (کربن، فسفر، گوگرد و غیره) است.

باید توضیح داد که ترکیب آلومینیوم، سیلیکون و مس یک ماده نامطلوب اما اجتناب ناپذیر است. آلیاژهای حاوی 65 تا 78 درصد تیتانیوم را می توان با آلیاژ کردن ضایعات تیتانیوم یا اسفنج تیتانیوم با ضایعات آهن در کوره القایی به دست آورد.

مزایای فروتیتانیوم
فروتیتانیوم، تولید شده بر اساس استانداردهای فنی تعیین شده، در تولید فولاد ابزار با سرعت بالا استفاده می شود.مهمترین مزایای فروتیتانیوم عبارتند از:

هزینه نسبتا کم
نقطه ذوب کاهش می یابد.
جذب تیتانیوم را تقویت می کند.
بهبود خواص مکانیکی آلیاژها
به طور قابل توجهی جوش پذیری را بهبود می بخشد
مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته است

خواص و کاربردهای فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی از آهن و تیتانیوم است که حاوی 10-20 درصد آهن، 45-75 درصد تیتانیوم و گاهی مقدار کمی کربن است. علاوه بر این، تیتانیوم با گوگرد، کربن، اکسیژن و نیتروژن بسیار واکنش پذیر است و ترکیبات نامحلول تشکیل می دهد و به سرباره خشک تبدیل می شود، بنابراین برای اکسیداسیون و در برخی موارد گوگرد زدایی و نیتروژن زدایی در فرآیند تولید فولاد استفاده می شود. و چدن بسیار مثمر ثمر است. در فولادسازی، افزودن تیتانیوم فلزی با ساختار دانه ریزتر تولید می کند.
لازم به توضیح است که مهمترین کاربردهای فروتیتانیوم مربوط به کاربرد آن در فرآیندهای آلیاژسازی فولاد به ویژه در تولید قطعات حیاتی و تولید الکترودهای جوشکاری می باشد. در واقع با توجه به خواص فروتیتانیوم، استفاده از فروتیتانیوم در فرآیند تولید فولاد باعث می شود که فولاد نهایی در برابر خوردگی بسیار مقاوم باشد. و دقیقاً به دلیل این خاصیت است که فروتیتانیوم اغلب در تولید فولاد ضد زنگ استفاده می شود.علاوه بر این، این آلیاژ در فرآیند ذوب حساس ترین فولادهای ساختاری برای اهداف اکسید زدایی و گاز زدایی نهایی استفاده می شود. از فروتیتانیوم در تولید الکترودهای جوشکاری نیز استفاده می شود.

به عبارت دیگر، فروتیتانیوم به طور گسترده برای آلیاژسازی، گاززدایی و اکسید زدایی فولاد استفاده می شود. مهمترین ویژگی فولادهای حاوی فروتیتانیوم خواص مکانیکی بسیار بالای آنهاست. شایان ذکر است که فروتیتانیوم کربن را به کاربید تیتانیوم متصل می کند که جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی فولاد را بهبود می بخشد. علاوه بر این، پودر فروتیتانیوم می تواند به عنوان سوخت برای برخی از ترکیبات پیروتکنیک استفاده شود. (آلومینا چیست؟)

هدف از استفاده از فروتیتانیوم
به لطف توسعه سریع متالورژی، صنعت فولاد مدرن امروزی محصولات متنوع تری تولید می کند. برای افزایش جذب مواد افزودنی مفید توسط فولاد مذاب، متالورژی مدرن از فروآلیاژهای مختلف مانند آهن تیتانیوم استفاده می کند. لازم به توضیح است که فروتیتانیوم یک آلیاژ میانی است. در ساخت فولاد ضد زنگ استفاده می شود. هنگامی که فروتیتانیوم به فولاد اضافه می شود، فولاد مورد نظر خواص ویژه ای پیدا می کند و مقاومت به خوردگی آن را افزایش می دهد.هنگام آلیاژ کردن 1 تن فولاد، مصرف تیتانیوم بسیار کم است، حدود 0.5-2٪. مهمترین اهداف استفاده از فروتیتانیوم در متالورژی عبارتند از:

فروتیتانیوم در متالورژی برای اکسید زدایی و آلیاژسازی فولاد و در تولید الکترودهای جوشکاری و قطعاتی که نیازمند الزامات کیفی خاصی هستند استفاده می شود.
هنگامی که تیتانیوم در تولید فولاد ضد زنگ و فولاد مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود، کاربید تیتانیوم به دست می آید که خواص بهبود یافته بخش کربن را به حداکثر می رساند. در نتیجه، شاخص جوش پذیری آلیاژ و مقاومت در برابر خوردگی به طور قابل توجهی بهبود می یابد.
تیتانیوم فلزی با نقطه ذوب بسیار بالا است، بنابراین افزودن تیتانیوم به کوره های فولادسازی به شکل خالص آن مستلزم هزینه های بالای انرژی و مصرف مقادیر زیادی پرکننده است.
از مهمترین مزایای افزودن فروتیتانیوم به فرآیند تولید فولاد می توان به کاهش زمان ذوب، کاهش شدت انرژی فرآیند، صرفه جویی در مواد درگیر در تولید و افزایش کیفیت محصول نهایی اشاره کرد.

تولید فروتیتانیوم
تولید فروتیتانیوم به دو صورت انجام می شود. اولین مورد، فرآیند آلومینوترمیک کوره سابق است که شامل ذوب کنسانتره ایلمنیت و ضایعات تیتانیوم است.محصول این فرآیند تولید فروتیتانیوم با نسبت کمی از تیتانیوم است. روش دوم شامل ذوب آهن قراضه و تیتانیوم در یک کوره الکتریکی برای تولید فروتیتانیوم است که نسبت بالایی از تیتانیوم دارد.

به عبارت دیگر از کنسانتره ایلمنیت می توان آلیاژی حاوی 20 تا 40 درصد تیتانیوم را به روش آلومینوترمیک به دست آورد. در اینجا، آلومینیوم به عنوان یک عامل کاهنده برای آهن و تیتانیوم عمل می کند. از سوی دیگر، فروتیتانیوم با محتوای تیتانیوم 65 تا 78 درصد از آلیاژسازی تیتانیوم اسفنجی یا ضایعات تیتانیوم با ضایعات فولادی در یک کوره القایی تولید می‌شود. در واقع این فروتیتانیوم از مخلوط کردن ضایعات اسفنج و تیتانیوم با آهن و ذوب آنها با هم در یک کوره القایی تهیه می شود.

لطفاً توجه داشته باشید که قطعات فروتیتانیوم باید عاری از سرباره و سطوح و قطعات آسیب دیده نباید با ماسه یا مواد دیگر آلوده باشند. بلکه فقط وجود فیلم های اکسیدی و آثاری از مواد نچسب قابل تحمل است.