ความแตกต่างระหว่างโลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมแมกนีเซียม

โลหะผสมแมกนีเซียม
โลหะผสมแมกนีเซียมเป็นโลหะผสมที่มีแมกนีเซียมเป็นหลักและมีองค์ประกอบอื่นๆ เพิ่มเข้าไป ธาตุผสมหลัก ได้แก่ อลูมิเนียม แมงกานีส สังกะสี ซีเรียม ทอเรียม และเซอร์โคเนียมและแคดเมียมในปริมาณเล็กน้อย ปัจจุบันโลหะผสมแมกนีเซียม-อลูมิเนียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด รองลงมาคือโลหะผสมแมกนีเซียม-แมงกานีส และโลหะผสมแมกนีเซียม-สังกะสี โลหะผสมแมกนีเซียมสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ สิ่งทอ การก่อสร้าง และการทหาร เนื่องจากมีคุณสมบัติในการหล่อ การอัดขึ้นรูป การตัด และการดัดงอที่ยอดเยี่ยม

จุดหลอมเหลวของโลหะผสมแมกนีเซียมอยู่ที่ 650 องศา และมีคุณสมบัติในการหล่อขึ้นรูปที่ดี ความต้านทานแรงดึงของการหล่อโลหะผสมแมกนีเซียมโดยทั่วไปสามารถเข้าถึงได้ถึง 250MPa และค่าสูงสุดสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 600MPa

โลหะผสมแมกนีเซียมมีความหนาแน่นต่ำ (ประมาณ 1.8g/cm3) และมีความแข็งแรงสูง แมกนีเซียมอัลลอยด์เป็นวัสดุโครงสร้างโลหะที่เบาที่สุด โดยมีความถ่วงจำเพาะเพียง 1.8 ซึ่งคิดเป็น 2/3 ของอลูมิเนียมและ 1/4 ของเหล็ก ความแข็งแรงจำเพาะสูงถึง 133 ซึ่งทำให้โลหะผสมแมกนีเซียมเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง โลหะผสมแมกนีเซียมมีโมดูลัสยืดหยุ่นสูงและดูดซับแรงกระแทกได้ดี ในช่วงยืดหยุ่น แมกนีเซียมอัลลอยด์จะดูดซับพลังงานได้ครึ่งหนึ่งมากกว่าชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมเมื่ออยู่ภายใต้แรงกระแทก ดังนั้นแมกนีเซียมอัลลอยด์จึงมีความต้านทานแรงกระแทกและลดเสียงรบกวนได้ดี

ประสิทธิภาพการหล่อของแมกนีเซียมอัลลอยด์นั้นดีมาก ความหนาของผนังขั้นต่ำของการหล่อแบบสามารถเข้าถึง 0.5 มม. ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตการหล่อแบบยานยนต์ต่างๆ ชิ้นส่วนโลหะผสมแมกนีเซียมมีความเสถียรสูง การหล่อแบบตายตัวมีความสามารถในการหล่อและความแม่นยำของมิติสูง และสามารถประมวลผลได้ด้วยความแม่นยำสูง

เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสม โลหะผสมแมกนีเซียมมีข้อได้เปรียบอย่างแน่นอนในการกระจายความร้อน สำหรับหม้อน้ำที่ทำจากแมกนีเซียมอัลลอยด์และอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีปริมาตรและรูปร่างเท่ากัน ความร้อน (อุณหภูมิ) ที่เกิดจากแหล่งความร้อนบางชนิดจะถูกถ่ายโอนโดยแมกนีเซียมอัลลอยด์ผ่านรากหม้อน้ำได้ง่ายกว่าโลหะผสมอะลูมิเนียม ยิ่งคุณขึ้นไปด้านบนได้เร็วเท่าไร ด้านบนก็จะเข้าถึงอุณหภูมิสูงได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของแมกนีเซียมอัลลอยด์มีขนาดใหญ่มาก ถึง 25-26μm/m องศา ในขณะที่อลูมิเนียมอัลลอยด์อยู่ที่ 23μm/m องศา ทองเหลืองประมาณ 20μm/m องศา เหล็กโครงสร้างอยู่ที่ 12μm/m องศา และเหล็กหล่อมีอุณหภูมิประมาณ 10μm/m ปริญญา ม. หิน (หินแกรนิต หินอ่อน ฯลฯ) มีอุณหภูมิเพียง 5 ถึง 9 μm/m องศา และแก้วมีอุณหภูมิ 5 ถึง 11 μm/m องศา เมื่อนำไปใช้กับแหล่งความร้อนต้องคำนึงถึงผลกระทบของอุณหภูมิต่อขนาดของโครงสร้างด้วย

ตัวอย่างการใช้งานแมกนีเซียมอัลลอยด์: โดยทั่วไปแล้ว กล้องดิจิตอล SLR ระดับกลางถึงระดับสูงและระดับมืออาชีพจะใช้แมกนีเซียมอัลลอยด์เป็นกรอบเพื่อให้มีความแข็งแรง ทนทาน และถือได้สะดวก เคสโทรศัพท์มือถือและแล็ปท็อป ชิ้นส่วนกระจายความร้อนของเคสคอมพิวเตอร์และโปรเจ็กเตอร์ที่สร้างอุณหภูมิสูงภายในใช้แมกนีเซียมอัลลอยด์ พวงมาลัยรถยนต์ ขายึดพวงมาลัย ขายึดเบรก โครงเบาะนั่ง ขายึดกระจกมองหลัง ขายึดดิสทริบิวเตอร์ และชิ้นส่วนโครงสร้างอื่นๆ ที่ต้องการน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

ตามวิธีการขึ้นรูป แบ่งออกเป็นสองประเภท: โลหะผสมแมกนีเซียมที่มีรูปร่างผิดปกติและโลหะผสมแมกนีเซียมแบบหล่อ

เกรดโลหะผสมแมกนีเซียมจะแสดงเป็นตัวอักษรภาษาอังกฤษ ตัวเลข และตัวอักษรภาษาอังกฤษ ตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวแรกคือชื่อรหัสของส่วนประกอบการผสมที่สำคัญที่สุด และตัวเลขต่อไปนี้แสดงถึงค่าเฉลี่ยของขีดจำกัดบนและล่างของส่วนประกอบการผสมที่สำคัญที่สุด ตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวสุดท้ายคือรหัสประจำตัว ซึ่งใช้ในการระบุโลหะผสมต่างๆ ที่มีองค์ประกอบเฉพาะที่แตกต่างกันหรือมีเนื้อหาองค์ประกอบที่แตกต่างกันเล็กน้อย
​

โลหะผสมไทเทเนียม

โลหะผสมไทเทเนียมหมายถึงโลหะผสมที่ทำจากไทเทเนียมและโลหะอื่นๆ มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และทนความร้อนสูง โลหะผสมไทเทเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนคอมเพรสเซอร์ เฟรม สกิน ตัวยึด และล้อลงจอดของเครื่องยนต์อากาศยาน โลหะผสมไทเทเนียมยังใช้ในส่วนของโครงสร้างของจรวด ขีปนาวุธ และเครื่องบินความเร็วสูงอีกด้วย

จุดหลอมเหลวของไทเทเนียมอยู่ที่ 1,668 องศา มีโครงสร้างขัดแตะหกเหลี่ยมที่อัดแน่นต่ำกว่า 882 องศา และเรียกว่าอัลฟ่าไททาเนียม มีโครงสร้างตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกายเหนือ 882 องศา และเรียกว่าเบต้าไททาเนียม ด้วยการใช้คุณลักษณะที่แตกต่างกันของโครงสร้างไทเทเนียมทั้งสองข้างต้นและการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมที่เหมาะสม จึงสามารถได้รับโลหะผสมไทเทเนียมที่มีโครงสร้างต่างกันได้ ที่อุณหภูมิห้อง โลหะผสมไทเทเนียมมีโครงสร้างเมทริกซ์สามโครงสร้าง และโลหะผสมไทเทเนียมแบ่งออกเป็นสามประเภทต่อไปนี้: โลหะผสม ( ) โลหะผสม และโลหะผสม ในประเทศของเรา มีตัวแทนคือ TA, TC และ TB ตามลำดับ

ความหนาแน่นของโลหะผสมไทเทเนียมโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 4.51g/cm3 ซึ่งเป็นเพียง 60% ของเหล็ก โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงบางชนิดมีความแข็งแรงสูงกว่าโลหะผสมเหล็กโครงสร้างหลายชนิด ดังนั้นความแข็งแรงจำเพาะ (ความแข็งแรง/ความหนาแน่น) ของโลหะผสมไททาเนียมจึงมากกว่าความแข็งแรงของวัสดุโครงสร้างโลหะอื่นๆ มาก สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูง มีความแข็งแกร่งดี และมีน้ำหนักเบา

ไทเทเนียมไม่เป็นพิษ น้ำหนักเบา แข็งแรง และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม เป็นวัสดุโลหะทางการแพทย์ในอุดมคติ และสามารถใช้เป็นอุปกรณ์ฝังในร่างกายมนุษย์ได้ ในสหรัฐอเมริกา มีการแนะนำให้ใช้โลหะผสมเบต้าไทเทเนียม 5 ชนิดเพื่อใช้ในวงการแพทย์ ได้แก่ TMZFTM (TI-12Mo-^Zr-2Fe), Ti-13Nb{{6 }}Zr, ไทม์ทัล 21SRx (TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si)), Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) และ Ti-15Mo เหมาะสำหรับการฝังในร่างกายมนุษย์ เช่น กระดูกเทียม การใส่ขดลวดหลอดเลือด ฯลฯ

โลหะผสม TiNi มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี และมีตัวอย่างทางการแพทย์มากมายที่ใช้เอฟเฟกต์การจำรูปร่างและความยืดหยุ่นยิ่งยวด เช่น ไส้กรองลิ่มเลือด, แท่งกระดูกเกี่ยวกับกระดูกสันหลัง, ลวดทันตกรรมกระดูก, ขดลวดหลอดเลือด, แผ่นกระดูก, เข็มเข้าไขกระดูก, ข้อต่อเทียม, อุปกรณ์คุมกำเนิด, ชิ้นส่วนซ่อมแซมหัวใจ, ปั๊มไมโครสำหรับไตเทียม เป็นต้น

ผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียมสามารถหาได้โดยการหล่อและการตัดเฉือน อุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะผสมไททาเนียมสูงมาก และความต้องการเหล็กแม่พิมพ์ก็สูงมากเช่นกัน มีวิธีการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมหลายวิธี เช่น การกลึง การกัด การคว้าน การเจาะ การเจียร การต๊าป การเลื่อย EDM เป็นต้น

โลหะผสมไทเทเนียมก็มีความสามารถในการขึ้นรูปต่ำเช่นกัน แรงตัดเมื่อตัดโลหะผสมไทเทเนียมจะสูงกว่าเหล็กที่มีความแข็งเท่ากันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมไททาเนียมส่วนใหญ่ต่ำมาก โดยมีเพียง 1/7 ของเหล็กและ 1/16 ของอะลูมิเนียม ดังนั้นความร้อนที่เกิดจากการตัดจึงไม่กระจายไปอย่างรวดเร็ว สะสมในบริเวณตัดทำให้เกิดการสึกหรออย่างรวดเร็ว ยุบตัว และเกิดการสะสมของขอบที่ขอบเครื่องมือ