टाइटेनियम के अद्वितीय गुण
सामान्य संक्षारण प्रतिरोध पर पहले ही चर्चा की जा चुकी है। तनाव जंग क्रैकिंग (एससीसी) के संबंध में, वाणिज्यिक शुद्ध टाइटेनियम मिश्र धातु और अधिकांश टाइटेनियम मिश्र धातु वास्तव में प्रतिरक्षा हैं, जब तक कि तनाव की उपस्थिति में नई, तेज दरारें दिखाई न दें। यदि टाइटेनियम हवा में फट जाता है, तो सुरक्षात्मक ऑक्साइड तुरंत सुधर जाएगा और SCC नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदि समुद्री जल में दरारें शुरू हो जाती हैं, तो SCC कुछ उच्च शक्ति वाले मिश्र धातुओं या वाणिज्यिक शुद्ध टाइटेनियम के उच्च-ऑक्सीजन ग्रेड में हो सकता है। इस मामले में भी, अगर भागों को तुरंत लोड नहीं किया जाता है, तो एससीसी को कम किया जा सकता है। डावसन और पेलो4 के परिणाम बताते हैं कि जब तक तनाव की तीव्रता तनाव क्षरण सीमा से कम है, तब तक कम आवृत्ति परीक्षण के दौरान Ti-6Al-6V-2Sn की थकान दरार वृद्धि को कम किया जा सकता है। यह कम आवृत्ति वाले समुद्री जल में पुन: निष्क्रियता (ऑक्साइड का सुधार) के कारण होता है, और उच्च आवृत्तियों पर ऐसा होने के लिए पर्याप्त समय नहीं होता है।
मिश्र धातु के मापांक को महत्वपूर्ण रूप से बदला जा सकता है। 60% कोल्ड वर्किंग के साथ Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn की तन्यता ताकत लगभग 1,070 MPa है और मापांक लगभग 76-83 GPa है। 480 डिग्री सेल्सियस पर वृद्ध होने पर, शक्ति और मापांक क्रमशः ~ 1,515 एमपीए और 103 जीपीए होते हैं। चिकित्सा उद्योग के लिए विकसित Nb, Zr, और Ta युक्त टाइटेनियम मिश्र धातु कोलाइडल धातु कहा जाता है। अभिविन्यास और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के आधार पर, इसका लोचदार मापांक 40-50 GPa जितना कम होता है। ये मोडुली हड्डियों के करीब होते हैं, जो उन्हें प्रोस्थेटिक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाते हैं। कोल्ड वर्किंग ताकत बढ़ाते हुए मापांक को कम करता है। 5
हेक्सागोनल क्लोज-पैक (एचसीपी) एक चरण की क्रिस्टल संरचना का विभिन्न दिशाओं में प्रदर्शन पर बहुत महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। लार्सन6 ने एक वाणिज्यिक शुद्ध टाइटेनियम सिंगल क्रिस्टल के मापांक का अनुकरण किया और निर्धारित किया कि जब आधार के साथ एक बल लगाया जाता है, तो मापांक लगभग 144 GPa होता है, लेकिन जब यह आधार के लिए ऑर्थोगोनल होता है, तो मापांक लगभग 96 GPa होता है। हाल ही में, यह देखा गया है कि लुढ़का हुआ पट्टी (जो क्रिस्टलीय बनावट का एक संकेतक भी है) के अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दिशाओं के बीच अंतिम तन्य शक्ति में अंतर लगभग 205 एमपीए है, और एक दिशा में निरंतर रोलिंग मजबूत बनावट का उत्पादन करेगी।
हालांकि बॉशिंगर प्रभाव अनिवार्य रूप से अद्वितीय नहीं है, ऐसा लगता है कि अन्य मिश्र धातु प्रणालियों की तुलना में टाइटेनियम मिश्र धातुओं में इसका अधिक प्रभाव पड़ता है। यह हेक्सागोनल क्लोज पैक्ड (एचसीपी) कम तापमान α चरण में स्लिप सिस्टम की सीमित संख्या के कारण है। यदि तन्यता के नमूने को तन्य अवस्था में खींचा जाता है और परीक्षण विफल होने से पहले रोक दिया जाता है, और संकुचित नमूने को तन्यता नमूने की गेज लंबाई से हटा दिया जाता है, तो उपज शक्ति में उल्लेखनीय कमी देखी जाती है। कमरे के तापमान पर 0.5% का तन्यता तनाव संपीड़न उपज को 30% तक कम कर सकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि सामग्री में अव्यवस्था एक ही पर्ची पथ का अनुसरण करती है और विपरीत दिशाओं में चलती है, जिसका अर्थ है कि विरूपण के प्रारंभिक चरणों में अव्यवस्था बाधाओं को दूर नहीं करना पड़ता है। यदि आप एक संपीड़ित नमूने पर तनाव लागू करते हैं और फिर तन्यता के नमूने को उसकी गेज लंबाई से खींचते हैं, तो वही घटना देखी जाएगी। उच्च तापमान या बाद में एनीलिंग पर मोल्डिंग द्वारा इस प्रभाव को समाप्त या कम किया जा सकता है। इसलिए, कम से कम एयरोस्पेस उद्योग में, जब टाइटेनियम भागों का निर्माण होता है, तो बाद में उपज में इस भारी कमी से बचने के लिए उन्हें रद्द कर दिया जाता है। यह परम तन्य शक्ति को प्रभावित नहीं करता है।
ठोस धातुओं का उत्सर्जन हमेशा टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं की समस्या रहा है। सबसे प्रमुख उदाहरण कैडमियम है। ऐसा होने के लिए निकट संपर्क (टाइटेनियम को कैडमियम और इसके विपरीत में मजबूर करना) और उच्च तन्यता तनाव की आवश्यकता होती है।
