Przeczytaj

Stopy tytanu znajdują szereg zastosowań w architekturze czy medycynie. Wynika to z ich właściwości:

bg‑gray1

Podział stopów tytanu

R1XiLliJ8QFAD
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Stopy tytanu{color=#36454F}
      • Elementy należące do kategorii Stopy tytanu
    • Nazwa kategorii: Stopy typu α{color=#5c5c8a}
    • Nazwa kategorii: Stopu typu α+β{color=#5c5c8a}
    • Nazwa kategorii: Stopy typu β{color=#5c5c8a}
      • Koniec elementów należących do kategorii Stopy tytanu{color=#36454F}
Mapa myśli przedstawiająca rodzaje stopów tytanu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Stopy typu alfa (α)

Charakteryzują się odpornością na utlenianie i korozjękorozjakorozję, średnią wytrzymałością, dobrą ciągliwością, dobrymi właściwościami mechanicznymi w warunkach kriogenicznych. Proces obróbki stopów typu alfa odbywa się na zimno.

Stopy typu alfa beta (α+β)

Te stopy obrabiane są na gorąco oraz charakteryzują się dobrą spawalnością, a co więcej – wykazują wysoką wytrzymałość. W porównaniu do stopów alfa, formowane są głównie na gorąco.

Stopy typu beta (β)

Nadają się do obróbki cieplnej. Po stopieniu, przelaniu do formy i ochłodzeniu, przyjmują zadany wcześniej kształt, w dodatku są bardzo wytrzymałe.

Różnice we właściwościach stopów wynikają z odmiennej struktury krystalicznej. W stopach tytanu typu alfa występuje struktura heksagonalna, gęsto upakowana, z kolei w stopach typu beta występuje struktura regularna przestrzennie centrowana.

R160gbLtkbU51
Ilustracja przedstawia dwie figury geometryczne. Jedna ma kształt wielościanu o sześciu ścianach i sześciokątnej podstawie. W narożach podstaw i ich środku są żółte kulki. W środku figury są trzy żółte kulki tworzące kształt trójkąta. Drugą bryłą jest sześcian. W narożnikach podstaw są żółte kulki. Od naroży poprowadzono przekątne przechodzące przez środek bryły. W punkcie przecięcia przekątnych jest żółta kulka.
Struktury krystaliczne tytanu – struktura heksagonalna gęsto upakowana po lewej, a po prawej struktura regularna przestrzennie centrowana
Źródło: dostępny w internecie: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Kryterium przyjętym do podziału stopów jest ich skład. W zależności od rodzaju pierwiastka, otrzymany stop może przyjąć odpowiedni typ.

1
R19k66t6jcv8T
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Pierwiastki stopowe{color=#B80000}
      • Elementy należące do kategorii Pierwiastki stopowe
    • Nazwa kategorii: Stabilizujące fazę α{color=#ff0000}
        • Elementy należące do kategorii Stabilizujące fazę α
      • Nazwa kategorii: C{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: N{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: CO{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Al{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Ga{color=#ff3300}
        • Koniec elementów należących do kategorii Stabilizujące fazę α{color=#ff0000}
    • Nazwa kategorii: Stabilizujące fazę β{color=#ff0000}
        • Elementy należące do kategorii Stabilizujące fazę β
      • Nazwa kategorii: V{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Nbb{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Mo{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Ru{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Rh{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Cr{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Mn{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Fe{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Co{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Ni{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Si{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Ag{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Au{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: Cu{color=#ff3300}
      • Nazwa kategorii: H{color=#ff3300}
        • Koniec elementów należących do kategorii Stabilizujące fazę β{color=#ff0000}
      Koniec elementów należących do kategorii Pierwiastki stopowe{color=#B80000}
Podział pierwiastków stopowych
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Stopy typu alfa beta zawierają w swoim składzie pierwiastki stabilizujące zarówno fazę alfa, jak i beta.

bg‑gray1

Zastosowanie stopów tytanu

R1df0fmL8NFZ0
Na ilustracji jest prostokąt z napisem: Zastosowanie stopów tytanu. Obok napisu są trzy ikony - diamentu i napis: Jubilerstwo, opakowania z lekarstwem i napis: Medycyna i implantologia, samolot i napis: Lotnictwo.
Zastosowanie stopów tytanu
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1UpXruIj4iSL1
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
Zastosowanie stopów tytanu
Źródło: Andrew55austin Adres URL: www.wikipedia.org, pixabay.com/pl/ i www.flickr.com, licencja: CC BY-SA 3.0.

Stopy tytanu charakteryzują się szeregiem interesujących właściwości, takich jak odporność na korozję, wytrzymałość czy paramagnetyczność. W zależności od stosowanych dodatków stopowych, możemy otrzymywać materiały o pożądanych właściwościach. Właśnie dlatego stopy tytanu znalazły zastosowanie w jubilerstwie, medycynie czy lotnictwie.

Słownik

korozja
korozja

niszczenie materiału pod wpływem warunków atmosferycznych lub chemicznych

współczynnik rozszerzalności cieplnej
współczynnik rozszerzalności cieplnej

zwiększanie się długości materiału pod wpływem zmiany temperatury

paramagnetyzm
paramagnetyzm

zjawisko namagnesowania się ciała w zewnętrznym polu magnetycznym. Materiały paramagnetyczne są przyciągane przez magnes jednakże słabiej niż ferromagnetyki

warunki kriogeniczne
warunki kriogeniczne

warunki temperatury poniżej 120 K

hipoalergiczny
hipoalergiczny

nie wywołujący alergii

implantologia
implantologia

dział medycyny zajmujący się wszczepianiem protez

Bibliografia

Bylica A., Tytan i jego stopy, Warszawa 1985.

Dudek Ł., Hryniewicz T., Rokosz K., Zastosowanie tytanu i wybranych stopów tytanu w lotnictwie, „Autobusy” 2016, nr 8, s. 62‑66.

Titanium Alloys – Characterstics of Alpha, Alpha Beta and Beta TitaniumAlloys [w:] AzoMaterials, 17.08.2004, online: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=2591, dostęp: 25.04.2022.

Encyklopedia PWN

Wprowadzenie
Symulacja interaktywna