تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم رده ای از آلیاژهای سبک و مستحکم هستند که در صنایع مختلفی از جمله هوایی ، نفت ، گاز ، پزشکی ، دریایی و ... مورد استفاده واقع میشوند . شرکت متالیوم تخصصی ترین مرجع واردات و تامین این گرید از آلیاژهای خاص میباشد و موجودی انبار بزرگی از برخی گریدهای تیتانیوم را از بهترین برندهای جهان داراست، لیست انواع گریدهای تیتانیوم و موجودی انبار آنها در جدول زیر قابل مشاهده است. برای خرید گرید مورد نظر را انتخاب کنید.
 |
تیتانیو
م و آلیاژهای تیتانیم ، رده‌ای از آلیاژهای سبک هستند که علاوه بر استحکام کششی و چقرمگی بالا حتی در دماهای نسبتا زیاد ، از مقاومت به خوردگی و خزش بسیار خوبی برخوردارند. برای بهبود خواص تیتانیوم ، آن را با برخی عناصر دیگر همچون آلومینیوم ، وانادیوم ، قلع ، مولیبدن و ... آلیاژی میکنند. آلیاژسازی در آلیاژهای تیتانیوم از روشهای گوناگونی همچون تشکیل محلول جامد یا عملیات حرارتی میتواند باعث افزایش شدید خواصی همچون استحکام ، سختی و چقرمگی در این فلز شود.
در حدود 95 درصد تیتانیوم به صورت دی اکسید تیتانیوم ( ماده معدنی ) مورد استفاده قرار میگیرد و 5 درصد آن به صورت فلزی مصرف میشود و امروزه به عنوان استینلس استیل قرن جدید شناخته میشود . تیتانیوم و آلیاژهای آن در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار میگیرند و بیشترین مصارف آنها در صنایع شیمیایی ، هوایی و هوافضایی ، تصفیه آب ، نمک زدایی ، دریایی ، برق ، پزشکی و ... است . ظرفیت تولید تیتانیوم فلزی و آلیاژی در سال حدود 300 هزار تن با ارزش حدودی 5 میلیارد دلار بوده و بزرگترین تولید کنندگان آن چین ، امریکا ، روسیه ، ژاپن و اتحادیه اروپا هستند . مصرف تیتانیوم و آلیاژهای آن به دلیل خاص بودن صنایع مصرف کننده آن در کشورهای پیشرفته و توسعه یافته تقریباً ۱۰ برابر کشورهای در حال توسعه میباشد.
 |
برخی از خواص منحصر به فرد تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم آن عبارتند از :
- مقاومت به خوردگي عالی
- دانسيته كم
- استحكام به وزن بالا
- استحكام خستگي زیاد
|
-
غير مغناطيس بودن
-
مقاومت به سايش بالا
- نقطه ذوب بالا
- مقاومت به خزش بسیار خوب
|
|
نسبت وزن به استحكام بالای تیتانیوم سبب مي شود در بسياري از كاربردها كه استحكام و تافنس شكست بالايي مورد نياز است ، این فلز و آلیاژهای آن جايگزين فولاد شوند. تيتانيوم داراي دانسيته gr/cm3 4.5 است و آلیاژهای آن تقریبا نصف فولاد و سوپرآلياژ ها وزن دارند و نسبت استحكام به وزن عالي بسیار خوب است .
تيتانيوم خالص در دماي اتاق داراي ساختار كريستالي HCP و يا آلفا است كه در دماي نزديك 885 درجه سانتي گراد به ساختار كريستالي BCC و يا بتا تغيير فاز مي يابد. دماي انتقال بتا بسته به نوع و مقدار عناصر يا مواد ناخالصي مي تواند افزايش و يا كاهش يابد. عناصر كه دماي تبديل آلفا به بتا را افزايش مي دهند همچون آلومينيوم ، گاليوم ، ژرمانيوم ، كربن ، اكسيژن و نيتروژن بعنوان پايداركننده هاي فاز آلفا و عناصري كه دماي انتقال را كاهش مي دهند بعنوان پايدار كننده هاي فاز بتا ناميده مي شوند كه عناصري همچون موليبدن ، واناديوم ، تانتاليوم ، نيوبيوم ، آهن ، كروم ، منگنز، كبالت ، نيكل و مس از اين گروه مي باشند.
آلیاژهای تيتانيوم بر اساس ميزان فازهاي آلفا و بتاي موجود در ساختار در دماي اتاق به 5 دسته اصلي شامل تيتانيوم خالص تجاري، آلفا، نزديك آلفا، آلفا-بتا و بتا تقسيم بندي مي شوند.
تيتانيوم خالص تجاري يا تيتانيوم غيرآلیاژی :
عموما شامل 99 تا 99.5 درصد تيتانيوم با مقاديري آهن و عناصر هيدروژن، نيتروژن، كربن و اكسيژن بعنوان ناخالصي مي باشند. ميكروساختار تيتانيوم غير بصورت فاز آلفا با ساختار HCP و مقادير بسيار كمي از فاز بتا است. تيتانيوم خالص تجاري نسبت به آلیاژهای تيتانيوم ارزانتر و داراي مقاومت به خوردگي بالاتر و استحكام پايين تر است. ضمن آنكه غير قابل عمليات حرارتي ، اما داراي قابليت جوشكاري و شكل پذيري بالايي هستند و در دماي بالا مقاومت به خزش خوبي از خود نشان مي دهند. لذا اين آلياژها عموما در كاربردهايي كه مقاومت به خوردگي و انعطاف پذيري بالايي نياز دارند و استحكام چندان مورد توجه نيست مورد استفاده قرار مي گيرند.
آلیاژهای تيتانيوم آلفا :
داراي عناصر پايداركننده هاي آلفا (نظير آلومينيوم يا اكسيژن) و ساختار كاملا آلفا ميباشند. عناصر پايداركننده آلفا همچنين بعنوان استحكام دهنده هاي محلول جامد عمل مي كنند. در اين آلياژها اكسيژن و نيتروژن موجود بعنوان ناخالصي همچنين سبب سختي آلياژ مي شوند و افزودن قلع سبب بهبود انعطاف پذيري و وجود مقادير كم زيركونيوم سبب استحكام اين آلياژها مي شوند. مقدار عناصر پايدار كننده آلفا كه بصورت آلومينيوم معادل سنجيده مي شوند بعلت جلوگيري از تردي آلياژ نبايستي از 9 درصد تجاوز كند. اين گروه از آلياژها داراي استحكام بالاتر و مقاومت به خوردگي بسيار كم نسبت به تيتانيوم غير مي باشند. همچنين اين گروه از آلیاژهای تيتانيوم قابل جوشكاري و غير قابل عمليات حرارتي مي باشند.
آلیاژهای تيتانيوم نزديك آلفا :
شامل مقدار كمي فاز بتا انعطاف پذير ميباشند. در كنار پايداركننده هاي فاز آلفا، آلیاژهای نزديك آلفا با 1 تا 2 درصد پايداركننده فاز بتا از قبيل موليبدن، واناديوم و سيليكون مي شوند. اين آلياژها داراي استحكام خزشي بهتر نسبت به آلیاژهای كاملا آلفا تا دماي نزديك 400 درجه سانتي گراد، استحكام نسبتا بالا در دماي اتاق ، انعطاف پذيري نسبتا خوب، تافنس بالا، قابليت جوشكاري و مقاومت خوب نسبت به محيط هاي آب شور مي باشند.
آلیاژهای تيتانيوم آلفا-بتا :
آلیاژهای شبه پايداري مي باشند كه شامل تركيبي از عناصر پايدار كننده هر دو فاز آلفا و بتا مي باشند. اين آلياژها قابل عمليات حرارتي و جوشكاري بوده و خواص شكل پذيري خوبي دارند ضمن آنكه داراي تركيب عالي از استحكام، تافنس و مقاومت به خوردگي مي باشند.
آلیاژهای تيتانيوم بتا :
اين گروه آلیاژهای شبه پايدار بوده و شامل عناصر پايداركننده فاز بتا نظير موليبدن، سيليكون و واناديوم به اندازه كافي مي باشند. به اين ترتيب فاز بتا در هنگام عمليات كوئنچ پايدار باقي مي ماند. اين آلياژها قابل عمليات حرارتي و شكل پذيري آسان مي باشند و استحكام شكست بالاتري نسبت به آلیاژهای آلفا-بتا دارند.
دسته بندی عمومی و گریدهای تیتانیوم و آلیاژهای آن
|
تیتانیوم خالص
CP Grade 1 , CP Grade 2
CP Grade 3 , CP Grade 4
CP Grade 7 , CP Grade 11
CP Grade 16 , CP Grade 17
CP Grade 26 , CP Grade 27
|
داراي مقاديرکمی آهن و عناصر هيدروژن، نيتروژن، كربن و اكسيژن
- قابلیت شکل پذیری بالا
- مقاومت به خوردگي بالا
- مقاومت به خزش بالا
- غير قابل عمليات حرارتي
- قابل جوشكاري
|
|
آلیاژهای تیتانیوم آلفا
Ti–2.5Cu
Ti-5Al-2.5Sn ELI
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo
Ti-8Al-1Mo-1V
|
داراي عناصر پايداركننده فاز آلفا مانند آلومينيوم يا اكسيژن
- استحكام بالاتر نسبت به تيتانيوم خالص تجاري
- مقاومت به خوردگي كمتر نسبت به تيتانيوم غير
- غير قابل عمليات حرارتي
- قابل جوشكاري
|
|
آلیاژهای نزدیک به آلفا
Titanium Grade 12
Titanium Grade 28
Titanium Grade 9
Titanium Grade 6
Ti 834
Ti-5Al-1Sn-1Zr-1V-0.8Mo
Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb
|
شامل مقدار كمي فاز بتا بوده و انعطاف پذير مي باشند
- دارای استحكام خزشی بهتر نسبت به آلیاژهای آلفا
- دارای استحکام نسبتا بالا تا دمای نزدیک 400 درجه سانتیگردا
- انعطاف پذیری نسبتا خوب در دمای اتاق
- تافنس بالا
- مقاومت خوب نسبت به محیط های آب شور
- قابل جوشکاری
|
|
آلیاژهای تیتانیوم آلفا – بتا
Titanium Grade 5
Titanium Grade 23
Titanium Grade 29
Ti-6Al-7Nb
Ti-6Al-6V-2Sn
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo
Ti-7Al-4Mo
Ti–4Al–4Mo–2Sn
Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr-0.15Si
|
آلیاژهایي كه همزمان حاوي فازهاي آلفا و بتا هستند
- بهترين خواص مكانيكي بين آلیاژهای تيتانيوم
- قابليت افزايش استحكام به وسيله انجام عمليات حرارتي
- قابليت جوشكاري ضعيف به دليل وجود ريز ساختار دوفازي
- قابليت انجام عمليات حرارتي كمتر نسبت به آلیاژهای تك فاز بتا
|
|
آلیاژهای تیتانیوم بتا
Ti-5Al-2Zr-2Sn-4Mo-4Cr
Grade 19
Ti-13V-11Cr-3Al
TIMETAL 21S
Ti 10V- 2Fe- 3Al
15V-3Cr-3Sn-3Al
Ti-10V-2Fe-3Al
|
آلیاژهای شبه پايدار شامل عناصر پايداركننده فاز بتا مانند موليبدن، سيليكون و واناديوم
- افزایش قابلیت پذيرش عملیات حرارتی
- داکتیلیته بالاتر در شرایط آنیل شده
- شکل پذیری بهتر نسبت به آلیاژهای آلفا یا آلفا - بتا
- دارای قابلیت جوشکاری مناسب
- نرخ رشد ترک خستگي مناسب
- چقرمگی شکست بالا
|
تولید تیتانیوم به روش کرول
شکلدهی تیتانیوم و تولید محصولات تیتانیومی
پرسش های زیادی در ارتباط با تیتانیم و آلیاژهای آن وجود دارد که در زیر برخی آزآنها را مطرح و به آن پاسخ میدهیم:
تیتانیوم چیست؟ فلزتیتانیوم چیست و چه کاربردی دارد؟ کاربرد تیتانیوم چیست؟ خواص تیتانیوم و ویژگی های تیتانیوم چیست؟
تیتانیوم عنصری فلزی است که عدد اتمی آن 22 است، چگالی پایین و استحکام بالایی دارد. در برابر اکسیژن و در محیط های خورنده به سرعت اکسید میشود و یک لایه چسبنده اکسید تیتانیوم روی آن تشکیل شده و مانع نفوذ اکسیژن به داخل سطح و ادامه خوردگی میشود.
ویلیام گرگور، معدن شناس انگلیسی و مارتین هاینریس کلاپروث شیمیدان آلمانی در سالهای بین 1790 تا 1800 سنگ معدنی روتیل که کانی اصلی تیتانیوم است را کشف و نسبت به استخراج آن اقدام نمودند. تیتانیوم فلزی و خالص شده در سال 1910 توسط متالورژیست نیوزیلندی، متیو هانتر در کشور امریکا احیا و تولید شد اما تیتانیوم به صورت انبوه، با قیمت مناسب و اقتصادی بوسیله پروفسور ویلیام جاستین کرول لوکزامبورگی طی یک فرآیند پیرومتالورژی تولید شد.
تیتانیم قابلیت استفاده به صورت خالص و آلیاژی را دارد و یکی از معروف ترین آلیاژهای آن ترکیب تیتانیم با 6 درصد آلومینیوم و 4 درصد وانادیوم است که آلیاژ Ti 6Al-4V یا تیتانیم گرید پنج را برای مقاصد هوایی، هوافضایی، دریایی، پزشکی و بسیاری موارد صنعتی بدست میدهد.
در ارتباط با کاربردهای تیتانیوم میتوان گفت که تیتانوم به دو صورت فلزی (5 درصد) و غیرفلزی یا دی اکسید تیتانیوم (95 درصد) مصرف میشود .
تیانیوم فلزی به صورت خالص و یا آلیاژی مصارف فراوانی دارد که درسایت متالیوم به تفصیل به آنها پرداخته شده است. تیتانیوم غیرفلزی یا اکسید تیتانیم هم سفید ترین ماده طبیعی جهان است و مصرف عمده آن به عنوان رنگدانه (پیگمنت) درصنایع رنگسازی است و درصنایع دیگری چون : سرامیک سازی، کاغذسازی، پلاستیک، لوازم آرایشی، داروسازی و ... هم پرکاربرد است.
کاربردهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم چیست؟ چه قطعاتی از تیتانیوم میتوان ساخت و چرا؟
تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیومی در بسیاری از صنایع به طور گسترده مورداستفاده واقع میشوند. دلایل زیادی برای این امر وجود دارد که برخی از مهم ترین آنها در مطالب پیشین ارائه شده اندف اما مجدد و بطور اجمالی میتوان مزایای استفاده از تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم را به شرح زیر بیان کرد:
• استحکام و سبکی تیتانیوم نسبت به دیگر فلزات و آلیاژها ( نسبت استحکام به وزن عالی تیتانیوم)
• مقاومت به خوردگی بسیار خوب تیتانیم
• خواص مکانیکی بالای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیم
• شکل پذیری خوب تیتانیم
برخی از قطعات، محصولات و اقلامی که از تیتانیوم ساخته میشوند عبارتند از:
قطعات موتورهواپیما |
ارابه فرود هواپیما |
فن کمپرسورموتور جت |
پره های توربین موتورجت |
ایمپلر پمپهای اسید |
ایمپلر پمپ آب شور |
ایمپلر پمپ مواد شیمیایی
|
استاتور موتور
|
پوسته روتور |
روتور |
ایمپلر پمپ |
 صنایع نفت از جنس تیتانیوم.jpg)
پوسته پمپ |
ایمپلنت دندان
|
ایمپلنت ستون فقرات
|
ایمپلنت ارتوپدی استخوان
|
ایمپلنت مفاصل
|
منیفولد
|
پروانه موتورکشتی
|
مبدل حرارتی پوسته و لوله
|
مبدل حرارتی صفحه ای
|
مخزن صنایع شیمیایی
|
قطعات صنعتی درصنایع نفت و گاز
|
 از جنس تیتانیوم.jpg)
شیر صنعتی
|
پیچ و بولت
|
گوشی همراه |
دوچرخه |
لپتاپ |
ساعت |
پرمصرف ترین گریدهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم چیست؟
پرمصرف ترین گریدهای تیتانیوم از گروه آلفا ( 25%) و آلفا بتا ( 65% ) هستند که درمجموع حدود 90 درصد تیتانیوم تولید شده در دنیا را دربرمیگیرند.
در بین تیتانیوم های خالص تجاری (گروه آلفا) هم، گرید 2 و گرید 1 بیشترین مصرف را در دنیا دارند و دربین تیتانیوم های آلیاژی (گروه آلفا بتا) هم، تیتانیوم گرید64 (Ti 64) یا تیتانیوم آلیاژی با 6درصد آلومینیوم و 4درصد وانادیوم که به تیتانیوم گرید پنج مشهور است بیشترین مصرف را دارد.
میتوان گفت حدود نیمی از تیتانیوم فلزی تولید شده در دنیا تیتانیوم گرید 5 میباشد و اصطلاحا به تیتانیوم Horse Work یا اسب کار (معادل خرکاردر ادبیات عامیانه ایرانی) معروف است که در همه جا میتوان بکار گرفت.
پس از این گرید، تیتانیوم پزشکی یا تیتانیوم گرید 23 یا تیتانیوم گرید پنج پزشکی (Ti 6-4 ELI) مصرف بالایی در ساخت انواع ایمپلنتهای ارتوپدی و دندانی دارد.
دو گرید دیگر پرمصرف از گروه تیتانیوم های آلفا بتا عبارتند از تیتانیوم گرید 9 یا Ti 3Al 2.5V وتیتانیوم گرید 6 یا Ti 5Al-2.5Sn .
تیتانیوم خالص تجاری چیست؟ درجه خلوص تیتانیوم برای مصارف صنعتی چه مقدار است؟ چه گریدهایی تیتانیوم خالص هستند؟ تفاوت گریدهای تیتانیوم خالص در چیست؟
تیتانیوم خالص تجاری به معنی تیتانیومی است که از 99 تا 99.5 درصد تیتانیوم داشته باشد و مابقی آن عناصری چون : آهن ، کربن، اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن میباشد.
این تیتانیوم کاربردهای صنعتی و تجاری داشته و دارای چهار گرید است. تیتانیوم گرید1، تیتانیوم گرید 2، تیتانیوم گرید 3، و تیتانیوم گرید 4 از نظر تجاری خالص در نظر گرفته می شوند. از نظر ریزساختاری، همه آنها آلیاژهای آلفا فاز هستند. با این حال، تفاوت در مقدار عناصر بینابینی اضافه شده به هر گرید است. شکل زیر سطح بینابینی هر گرید و خواص مکانیکی مربوط به آن را نشان می دهد.
عناصر بینابینی مانند اکسیژن، آهن و نیتروژن مهمترین آنهاست. تیتانیوم گرید یک حاوی کمترین عناصر بینابینی و دارای کمترین استحکام کششی نهایی (UTS) 240 مگاپاسکال. از طرف دیگر، تیتانیوم گرید چهارحاوی بیشترین عناصر بینابینی است و دارای بالاترین UTS (بیش از دو برابر تیتانیوم گرید یک) یعنی 550 مگاپاسکال است . بنابراین، می‌توانیم نتیجه بگیریم که هرچه عناصر بینابینی‌ها بالاتر باشند تیتانیوم استحکام بالاتری دارد.
بدیهی است که با افزایش UTS، ازدیاد طول کاهش می یابد و آلیاژ شکلپذیری و انعطاف پذیری کمتری خواهد داشت. بنابراین استحکام تیتانیوم خالص تجاری با عدد گرید افزایش مییابد، یعنی تیتانیوم گرید 4 مستحکم تراز تیتانیوم گرید 3 ، گرید 3 استحکام بالتری نسبت به گرید 2 و گرید دو هم استحکام بالاتری نسبت به گرید یک دارد و برای درصد افزایش طول این موضوع برعکس میباشد.
|
GRADE
|
UTS
(MPA)
|
0.2%
(MPA)
|
%EL
|
O
%WT
|
C
%WT
|
N
%WT
|
H
%WT
|
Fe
%WT
|
Ti
%WT
|
|
1
|
240
|
138
|
24
|
0.18
|
0.08
|
0.03
|
0.015
|
0.20
|
99.495
|
|
2
|
345
|
275
|
20
|
0.25
|
0.08
|
0.03
|
0.015
|
0.30
|
99.325
|
|
3
|
450
|
380
|
18
|
0.35
|
0.08
|
0.05
|
0.015
|
0.30
|
99.205
|
|
4
|
550
|
483
|
15
|
0.40
|
0.08
|
0.05
|
0.015
|
0.50
|
98.955
|
تیتانیوم های خالص عمدتا در مواردی که مقاومت به خوردگی، استحکام، شکل پذیری، کشش و قابلیت جوشکاری خوب مورد نیاز است مورد استفاده قرار میگیرند.
تیتانیوم گرید یک خالص ترین گرید است و عمدتا در مبدلهای حرارتی صفحه ای ، مبدلهای حرارتی لوله ای، کندانسورها، ایمپلنتهای فک و صورت، صنایع هوایی و هوافضایی مورداستفاده قرار میگیرد.
کاربردهای تیتانیوم در بدن چیست؟ مصارف تیتانیوم در پزشکی چیست؟ چرا ازتیتانیوم در ساخت ایمپلنتهای پزشکی استفاده میشود؟
صنعت پزشکی بدلیل مشکلاتی که فولادهای زنگ نزن و دیگر آلیاژها در بدن ایجاد میکردند، از دهه 40 میلادی از تیتانیوم به عنوان جایگزینی بسیار خوب در تجهیزات جراحی و دندانپزشکی استفاده کرده است. آلیاژهای تیتانیوم به دلیل چگالی یا وزن مخصوص کم، مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی و زیست سازگاری بالا در بدن به عنوان گزینه ای ایده آل برای تجهیزات پزشکی شناخته شده اند.
در گذشته عمده ایمپلنتهای کاشت در بدن به عنوان تجاری پلاتین شناخته میشدند که در اصل نام تجاری شرکت امریکایی سازنده آنها بود ولیکن دراصل این ایمپلنهتا در اصل فولادزنگ نزن، تیتانیوم و آلیاژ کبالت کروم میباشند.
تیتانیوم نسبت به فولاد ضد زنگ، حدود 50 % وزن کمتر و 20% استحکام بالاتری دارد و لذا ایمپلنتهای ساخته شده از آن وزن سایز و ضخامت کمتری دارد.
زمانی که به اکسید شدن یا زنگ زدن فکر میکنیم میخ ها و قطعات زنگ زده و پوسته قرمز و نارنجی اکسیدی برای ما تداعی میشود، امادر تیتانیوم اکسیداسیون به جای یک لایه مخرب و متخلخل به عنوان یک سد محافظ چسبنده عمل میکند و از نفوذ اکسیژن به عمق بیشتر مواد جلوگیری میکند.
در پزشک و جراحی بسیار مهم است که میله ها و ورقهای تیتانیومی توسط بدن انسان پس زده نمیشوند، عفونت ایجاد نمیکنند و زیست سازگار هستند و علاوه بر این، غیرمغناطیسی هستند و بیماران پس از کاشت ایمپلنت میتوانند به راحتی توسط دستگاه های MRI و NMRI معاینه شوند.
در آلیاژهای تیتانیوم هم مثل تیتانیوم خالص، اکسیدتیتانیوم پیوند منسجمی با لایه های زیری دارد و به هیچ عنوان پوسته پوسته نمیشود و وقتی اکسیداسیون کل سطح انجام میشود واکنش کامل شده و اکسیداسیون بیشتر امکانپذیر نمیباشد.
در محیط بدن انسان، هر ایمپلنتی میتواند در معرض حمله های خوردگی قرار بگیرد، اما تیتانیوم در برابر حملات شیمیایی دائمی بدن انسان مقاومت میکند. استاندارد پزشکی ASTM F2885 مشخصاتی مانند شیمی، دانسیته، خواص مکانیکی و دیگر خواص را در مورد آلیاژهای تیتانیوم مورد استفاده در ایمپلنتهای دندانی، ارتوپدی و جراحی را پوشش میدهد.
تیتانیوم به آلودگی سطحی بسیار حساس است و در تولید آن باید به آلاینده ها توجه ویژه داشت تا بر خواص مکانیکی آن تاثیر منفی نگذارد.
انواع آلیاژهای تیتانیوم متداول در پزشکی چیست؟ کاربردهای آلیاژهای پزشکی تیتانیوم چیست؟
به صورت عمومی تیتانیوم خالص به عنوان بهترین گزینه برای فلز زیست سازگار در بدن در نظر گرفته میشود. اما آلیاژهای Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb13Zr 12Mo-6Zr و Ti-6Al-4V نیز به طور گسترده در ایمپلنتهای پزشکی مورد استفاده قرار میگیرد.
مفصل مصنوعی و ایمپلنت پزشکی:
تیتانیوم و آلیاژهای آن برای ساخت ایمپلنتهایی مانند؛ مفاصل مصنوعی ران، مفاصل مصنوعی زانو، صفحات استخوانی، پیچهای تثبیت شکستگی، پروتزهای دریچه قلب، ضربان سازها و قلب مصنوعی استفاده میشوند.
از نظر خواص مکانیکی این ایمپلنتها باید شکل عضوی که جایگزین آن میشوند را به خوبی به خود بگیرند و عملکرد خود را طی دوره جایگزینی حفظ کنند. بدن دارای فعالیتهای روزانه شامل خم شدن، چرخیدن، فشردن و انقباض عضلانی است و این قطعات نبایستی در اثر خستگی، سایش و بارهای ضربه ای دچار شکستگی یا آسیب دیدگی شوند.
تجهیزات ارتوپدی:
در این تجهیزات نیازمند به آلیاژی مقاوم در برابر سایش، خوردگی و ... است. تجهیزات ارتوپدی باید به عنوان یک تکیه گاه قوی عمل کرده و شکل صحیح بدن را حفظ کنند. علاوه برتیتانیوم خالص و آلیاژهای آن، آلیاژهای حافظه دار تیتانیوم نیکل، هم استحکام خوبی دارند و هم خاصیت حافظه داری قوی دارند. در حال حاضر صفحات استخوانی معمولی، تثبیت کننده های داخلی فک، اصلاح کننده های اسکولیوز و... توسط این آلیاژها ساخته میشوند.
ایمپلنتها و تجهیزات دندانپزشکی:
در زمینه دندانپزشکی، تیتانیوم تولید شده با روش ریخته گری دقیق دارای ویژگی هایی چون: دقت ابعادی بالا، بدون حباب و انقباض است. هم اکنون تیتانیوم خالص به طور ویژه برای کاربردهای ایمپلنت مورد استفاده قرار میگیرد. این ردیف از تیتانیوم های غیرآلیاژی و خالص دارای چهار گرید 1 الی 4 هستند و تمامی این چهار گرید تیتانیومی دارای رسانایی الکترونیکی پایین، مقاومت عالی در برابر خودگی وتمایل کم تشکیل یون در محیطهای آبی هستند.
از گرید1 تا 4 خلوص کاهش و استحکام افزایش مییابد. تیتانیوم پزشکی خالص گرید 2 و گرید پزشکی آلیاژی 23 بهترین ماده مورد استفاده برای کاربردهای ایمپلنت دندان است.
وسایل جراحی:
در ساخت ابزار جراحی، خواص مکانیکی و شکلپذیری اولین مواردی است که باید مورد توجه قرار بگیرد. آلیاژ بکار رفته در ابزار جراحی باید باید شکلپذیری خاص و خوبی داشته باشد که شکل محصول نهایی را به خوبی بگیرد. برخی از ابزارهای اصلی جراحی مانند چاقوی جراحی، پنس و قیچی بلند و نازک جراحی پرمصرف و در دوره طولاانی مورد استفاده هستند وباید به اندازه کافی استحکام داشته باشند.
در طول عمل جراحی ابزار به طور مستقیم در معرض بافت زنده و خون و مایعات بدن انسان قرار میگیرد. مقاومت در برابر خوردگی، زیست سازگاری و خواص غیر مغناطیسی مورد نیاز است. تیتانیوم برای بدن انسان غیر سمی است و هیچ مشکل ایمنی هم ایجاد نخواهد کرد. اتاق عمل در بعضی از مواقع در معرض نیروی مغناطیسی (MRI) است و ممکن است که ابزارهای جراحی را تحت تاثیر قرار دهد اما تیتانیوم غیرمغناطیسی است و ایمنی کار را تضمین میکند.
فرایند استریلیزه کردن با اسپری بخار داغ در دمای بالا انجام میشود و تمیز کردن های مکرری انجام میشود و اندازه ابزار نباید تغییر کند و کیفیت سطح نیز نباید تحت تاثیر قرار بگیرد و همچنین مقاومت خوبی در برابر خوردگی داشته باشد.
وزن سبک تیتانیوم و ساخت ابزار های باضخامت کمتر این امکان را میدهدکهاستفاده از آن برای جراحی های میکروسکوپی مناسب تر باشد و همچنین ابزار سبک وزن، خستگی جراحان را طی عملهای جراحی طولانی کمتر مینماید.
چه شکلهایی از تیتانیوم در پزشکی و ارتوپدی مصرف میشوند؟
تیتانیوم به شکلهای شمش، میله، لوله، صفحه و یا سیم برای ایجاد ابزارهای جراحی و ایمپلنتهای پیچیده استفاده کرد.
تیتانیوم به صورت میله در بسیاری از ایمپلنت ها مورد استفاده واقع میشود . میله های تیتانیومی را میتوان برای ایجاد مفاصل جایگزین اعم از شانه، بازو، لگن، آرنج و یا حتی ترمیم استخوان شکسته و ... به صورت نیل تیبیال، نیل اینترلاکینگ فمورال، کراس لینک، ایمپلنت اسپاین و ستون فقرات، پیچ، لگا کلیپس های تیتانیومی و ... استفاده کرد.
همچنین میله های تیتانیوم را میتوان برای ایجاد وسایل پزشکی مانند:
• تجهیزات جراحی
• منقبض کننده ها
• نگهدارنده سوزن جراحی
• پنس
• فورسپس جراحی
• بستهای ارتودنسی
استفاده کرد.
روش تشخیص تیتانیوم ازاستیل و فولاد چیست؟
روش تشخیص تیتانیوم به صورتهای مختلف میباشد. اگر دسترسی به دستگاه آنالیز وجود نداشت راه های ساده ای برای این موضوع وجود دارند که برخی از آنها رابیان میکنیم:
1) یکی ازساده ترین روشها وزن کردن است،چون تیتانیوم در مقایسه با استیل و فولاد، وزنی تقریبا نصف آنها دارد و سبک تر از آنها به نظر میرسد و این وزن کمتر ملموس است.
2) تیتانیوم به دلیل هدایت حرارتی کمتر نسبت به استیل، درمحیطهای خنک گرمتراز استیل به نظر میرسد. همچنین با روی حرارت گرفتن دو میله از جنس تیتانیوم و استیل، سر دیگر میله تیتانیوم دیرترگرم میشود.
3) روش دیگر تشخیص تیتانیوم، استفاده از آهن رباست و چون تیتانیوم مغناطیسی نیست جذب آن نمیشود.
4) آزمایش جرقه هم درصورت داشتن مهارت روشی کاربردی است. تیتانیوم اصطلاحا گرمتر از استیل و فولادجرقه زده و میسوزد و در هنگام گرفتن روی سنگ، جرقه های ریزتر و سفید تولید میکند، در حالیکه فولادجرقه های زرد و بلندتری دارد.
5) اگر براده ای در دسترس دارید با انداختن آن در آتش، براده های تیتانیوم مشتعل شده و میسوزند ولی براده های استیل نمیسوزند.
6) آزمایش سختی سنجی نیز از دیگر روشهاست. سختی تیتانیوم گرید 2 در بازه 155 تا 190 برینل، گرید 5 هم دارای سختی 315 تا 370 برینل و این در حالی است که سختی استیل 304 و 316 در بازه 140 تا 145 برینل است.
7) یک روش دیگرهم کشیدن فلز روی شیشه است. تیتانیوم شیشه را خراش نمیدهد، اما رگه ای تیره از خود به جا میگذارد، در حالیکه استیل شیشه را میخراشد، اما رد تیره باقی نمی گذارد.
قیمت تیتانیوم؟ قیمت هرکیلو تیتانیوم دربازار ایران؟ قیمت هرکیلو تیتانیوم در بازارجهانی؟ قیمت هرکیلو تیتانیوم به دلار؟
قیمت هرکیلو تیتانیم دربازار ایران بستگی به کشورسازنده، کارخانه سازنده،گریدتیتانیم، شکل و سایز آن دارد.
امروزه واردات تیتانیوم از امریکا و اروپا سخت و نسبتا غیراقتصادی شده است و صرفا گریدهای هوایی و پزشکی مثل گرید 5 و گرید 23 بدلیل حساسیتهای موجود روی کیفیت و استاندارد این کالاها، ازسازندگان آمریکایی و اروپایی و با هزینه های بیشتر وارد میشود.
شرکتهای چینی و اخیرا کره ای هم در زمینه تولید تیتانیم با کیفیت بالا و قیمتهای مناسب تر در تمامی بازارهای جهانی تیتانیوم ورودکرده اند و برای گریدهای خالص مثل گرید 1 ، گرید2 ، گرید3 و گرید4 گزینه های بسیارخوبی میباشند.
قیمت روزهرکیلو تیتانیوم دربازارجهانی یا قیمت هرکیلو تیتانیوم به دلار، بستگی به هزینه های تولید، ماشین آلات و فرآیندهای متالورژیکی و کیفیت محصول دارد و از هرکیلو 20 تا 25 دلار برای تیتانیم گرید دو (ارزان ترین تیتانیوم) درمبدا ( چین یا روسیه ) شروع میشود و هزینه های حمل، ترخیص و انبارداری های طولانی تر نسبت به استیل و دیگر آلیاژها به آن تعلق میگیرد.
|
|
|
|
|
|
|
محصول نهایی - میلگرد تیتانیوم
|
محصول نهایی - ورق تیتانیوم
|
<<= شمش تیتانیوم فلزی - ماده خام تولید محصولات
|
<<= تیتانیوم اسفنجی - محصول میانی متالورژی
|
<<= پودر تیتانیوم ماده معدنی
|
برخی قیمتهایی که پایین تر هستندو در اینترنت و یا سایت بازارهای کومودیتی و دیگر سایتها مشاهده میشوند مربوط سنگ معدن تیتانیوم، دی اکسید تیتانیوم، سرباره تیتانیوم، اسفنج تیتانیوم یا شمش کار نشده تیتانیوم میباشد و مبنای محاسبات برخی قیمتهای جهانی میباشد.
یکی از سایتها برای دریافت قیمتهای پایه سایت متالز دات کام متعلق به مجموعه SMM میباشد:
https://price.metal.com/Titanium
برای اطلاع از موجودی انبار و قیمت ورق تیتانیوم، میلگرد تیتانیوم، لوله تیتانیوم،فیلرتیتانیوم و دیگر موارد به بخش موجودی انبارمتالیوم یا هر گرید مراجعه نمایید.روش تولید تیتانیوم فلزی از سنگ معدن چیست؟
سنگ معدن تیتانیوم TiO2 به روش زیر به تیتانیوم اسفنجی تبدیل می شود:
1- عبور دادن گاز کلرCl2 از میان مواد شارژی سنگ معدن به همراه کک. این امر منجر به تشکیل تتراکلرید تیتانیوم TiCl4 می گردد.
TiO2 + 2Cl2 + C → TiCl4 + CO2
TiCl4 - 2 به روش تقطیر جزئی خالص سازی می شود.
TiCl4 - 3 مایع در معرض یکی از عناصر منیزیوم Mg یا سدیم Na تحت گاز خنثی آرگون Ar قرار داده می شود تا تیتانیوم اسفنجی بدست آید:
2Mg (l) + TiCl4 (l) → 2MgCl2 (l) + Ti(s)
این تیتانیوم اسفنجی ماده اولیه تولید تیتانیوم و آلیاژهای آن به روشهای ESR و VAR است .
روش دیگر، روش کمبریج هست که آندو کاتد و احیا تیتانیوم وجود دارند. این روش درسال 1996 در همین دانشگاه انجام شد. در این روش هم پودر اکسید تیتانیوم خالص در طی فرآیندهای زیر احیا میشود:
آند :+ C = COX + X2e¯ XO²¯
کاتد := Ti + 2O²¯ TiO2 + 4e¯
روش سوم، روش آرمسترانگ است که درآن TiCl4 در مجاورت سدیم، تیتانیوم و نمک قرار گرفته و با فیلتر کردن و شستن تیتانیوم جدا میشود.
روش آخر هم روش چینوکا است که در آن تیتانیوم به همراه کربن و در واکنش احیاء کربوترمیک ، از سنگ معدن احیا میشود:
2TiO + 4C →Ti2CO + 3CO (g)
و Ti2Co هم فشرده و زینتر شده و به عنوان آند در فرآیند الکتروریفاینینگ استفاده شده و تیتانیوم احیاء میشود.
در بین این چهار روش ، روش کرول از همه تجاری تر و اقتصادی تر میباشد.
کدام صنایع بیشتر از تیتانیوم استفاده میکنند؟
رتبه اول صنعت هوایی و هوافضاست. تیتانیوم یکی از مهم ترین متریالها برای صنعت هوایی و هوافضا است. آلیاژهای تیتانیوم بیشترین سهم را از بازار مواد خام در این صنایع به خود اختصاص داده و پس از آن آلیاژهای آلومینیوم قرار دارند.
تیتانیم و آلیاژهای تیتانیم در سه بخش بیشترین مصارف را دارند :
هوایی، هوافضایی و دفاعی : در این صنایع از تیتانیوم خالص و آلیاژ تیتانیوم برای تعدادی از اجزاء استفاده می کند. آلیاژهای تیتانیوم در هواپیماها بیشتر در بال، بدنه ، ارابه های فرود ، بستها و پیچ ها ، پره های کمپرسور موتور ، و شفتهای آن مورد استفاده قرار میگیرد. این صنایع حدود 75 درصد از بازار تیتانیوم و آلیاژهای آنرا به خود اختصاص میدهند.
صنعتی: تیتانیوم به طور گسترده برای کاربردهای مهندسی و صنعتی استفاده می شود زیرا بسیار مقاوم در برابر خوردگی است ، استحکام بالایی دارد ، شکل پذیری آن مطلوب است و حدود 40 درصد از فولاد سبک تر است. به همین علت در مواردی چون مبدل های حرارتی ، دستگاه های تصفیه آب ، صنایع غذایی ، دارویی ، شیمیایی ، استخراج نفت، گاز، پتروشیمی و پالایش گزینه مهندسی برای انتخاب متریال است.
پزشکی: تیتانیوم چگالی کم و استحکام بالایی دارد و در برابر خوردگی مقاوم است. این سه دلیل در کنار دیگر مزیت های تیتانیوم چون واکنش بسیار کم با مایعات بدن و انتقال حرارت متوسط تیتانیوم ، آنرا گزینه بسیار مطلوبی در متریال ایمپلنت و پایه های دندانی ، سیم های ارتودنسی، ایمپلنتهی ارتوپدی، مفاصل ران، صفحات استخوانی و ... کرده است.
سایر مواردصنعتی شامل انرژی، دریایی و کشتی سازی است. مقاومت تیتانیوم در برابر آب دریا و شکلپذیری، سبکی و مقاومت بالای تیتانیوم در برابر دماهای بالا برای استفاده در این بخش‌ها ضروری است .
همچنین تیتانیوم بازاربزرگی در لوازم شخصی همانند ساعت، عینک، موبایل و ... دارد و در تجهیزات و لوزام ورزشی نظیر: دوچرخه، موتور ، اسکوتر، لوازم کمپینگ، لوازم کوهنوردی و ...نیز نقشی پررنگ پیدا نموده است.
بزرگترین تولیدکنندگان فلزتیتانیوم و آلیاژهای آن چه شرکتهایی هستند؟
شرکت VSMPO-AVISMA به مدت طولانی، بزرگترین تولید کننده فلز تیتانیوم در جهان بوده است. این شرکت اسفنج ، شمش و فلز تیتانیوم را در کارخانه خود تولید و پردازش می کند. این شرکت در سال 1933 تاسیس شد و دفتر مرکزی آن در Verkhnyaya Salda، روسیه واقع شده است.
از زمان آغاز درگیری روسیه و اوکراین در فوریه 2022، تهدید دائمی تحریم ها و تحریم مواد خام علیه شرکت های روسی جریان تولید این شرکت را مختل کرده است . VSMPO-AVISMA روسیه بزرگترین تولید کننده تیتانیوم است که 90 درصد از تولید روسیه را به خود اختصاص می دهد و حدود 30 درصد از تیتانیوم جهان را با ظرفیت 34000 تن در سال تامین می کند. شرکت هوافضایی بوئینگ حدود یک سوم نیاز تیتانیوم خود، ایرباس حدود نیمی از آن و امبرائر تقریباً کل تیتانیوم مصرفی خود را از روسیه تامین می کنند. از زمان درگیری ها، اسن شرکت ها و دیگر شرکت های بزرگ اروپایی و آمریکایی شروع به جستجوی منابع جایگزین برای عرضه کرده اند.
دیگر شرکتهای بزرگ در این زمینه عبارتند از :
Titanium Metal Corporation که یک شرکت آلیاژها مستقر در ایالات متحده است که دفتر مرکزی در تگزاس، ایالات متحده آمریکا واقع شده است که در سال 1950 تأسیس شد.
شرکت تایمت به عنوان یکی از پیشروترین شرکتهای تولید تیتانیوم و آلیاژهای آن در سال 1950 در امریکا تاسیس شد. تایمت عمدتاً بر صنعت هوافضا متمرکز است علاوه بر امریکا در کانادا ، انگلستان و فرانسه نیز کارخانه دارد.
ATI Specialty Metals که در زمینه تولید انواع تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم فعالیت دارد. این شرکت در سال 1901 تاسیس شد و دفتر مرکزی آن در دالاس، تگزاس واقع شده است.
Kobe کوبه یا کوبلکو که شرکتی ژاپنی است و در سال 1905 تاسیس شد و در سال 1955 به عنوان اولین تولید کننده تیتانیوم در ژاپن مطرح شد و امروزه به عنوان یکی از قطب های تولید تیتانیوم در دنیا میباشد .
Baoti بائوتای که در سال 1999 در شهر Baoji مرکز صنعتی تیتانیوم چین تاسیس و به سرعت رشد و اقدام به تامین تیتانیوم برای صنایع شیمیایی ، پتروشیمی ، هوایی ، هوافضایی و ... نمود.
ارزش و اندازه بازارجهانی تیتانیوم چقدر است؟
ارزش بازار تیتانیوم در سال 2022 حدود 25 میلیارد دلار و تا سال 2032 به 44.7 میلیارد دلار تخمین زده شد. مقیاس در نتیجه، تقاضای فزاینده ای برای نوسازی و ارتقای تجهیزات دفاعی، به ویژه هواپیماها وجود دارد. تیتانیوم با خواص منحصربه‌فرد خود، نقش مهمی در برآوردن این نیازها دارد.
کدام کشورها بزرگترین تولید کننده تیتانیوم هستند؟
چین هم اکنون بزرگترین تولید کننده تیتانیوم در جهان است زیرا دارای ذخایر عمده سنگ ایلمنیت است که 30 درصد از ذخایر تیتانیوم جهان را تشکیل می دهد. منابع اصلی ایلمنیت را می توان در منطقه Panzhihua در استان سیچوان، چین جستجو کرد که دارای بزرگترین ذخایر مگنتیت وانادیوم-تیتانیوم در جهان است.
چين هم اکنون حدود 40 درصد تیتانیوم اسفنجی را تولید میکند و بعد آن ژاپن و روسيه ميباشد. سه كشور مذكور سهمي حدود 80 درصد از توليدات تيتانيوم اسفنجي را به خود اختصاص داده اند.20 درصد مابقي را كشورهايي همچون قزاقستان، آمريكا و اكراين به خود اختصاص داده اند.
بزرگترین شرکت های این حوزه نیزشرکت های VSMPO ، Osaka Titanium ، Toho Titanium ، UKTMP ، Zunyi و timet میباشند.
آمريكا سهم توليد بسيار كمي در اسفنج تيتانيوم دارد ولي در توليد محصولات تيتانيوم درصدي تقريبا برابر با چين را به خود اختصاص داده. روسيه نيز سهم توليد اسفنج تيتانيوم و محصولات آن تقربيا به صورت برابر و جود دارد.
در كشور ژاپن توليدات اسفنج تيتانيوم بيشتر از محصولات آن ميباشد و قزاقستان فقط قادر به توليد اسفنج تيتانيوم بوده ودرمقابل كشورهاي اروپايي كه توليد كننده محصولات تيتانيومي از اسفنج هستند بدون اینکه خود سهم چندانی درتولید اسفنج به عنوان ماده اوایه داشته باشند.
انتظار می رود با افزایش تقاضا برای تیتانیوم، کشورهایی که بیشترین ظرفیت تولید اسفنج تیتانیوم را دارند مانند چین، ژاپن، قزاقستان و عربستان سعودی بیشترین بهره را ببرند.
کدام کشورها بیشترین خرید و واردات تیتانیوم را دارند؟
واردات در سال 2021 :
آمریکا (581 میلیون دلار)
آلمان (476 میلیون دلار)
فرانسه (453 میلیون دلار)
چین (428 میلیون دلار)
بریتانیا (329 میلیون دلار)
بزرگترین واردکنندگان تیتانیوم بوده اند.
میزان واردات تیتانیوم دیاگرام سمت راست ، صادرات تیتانیوم دیاگرام سمت چپ
|
ارزش واردات تیتانیوم دیاگرام سمت راست ، صادرات تیتانیوم دیاگرام سمت چپ |
میزان واردات تیتانیوم به ایران چه مقداراست؟ واردات تیتانیوم چگونه است؟ تعرفه های گمرکی تیتانیوم و ترخیص تیتانیوم از گمرک چگونه است؟
طبق آخرین گزارشهای سایت رصدخانه اقتصادی ( OEC - The Observatory of Economic Complexity ) میزان واردات تیتانیوم به ایران در سال 2021 میلادی 143 تن به ارزش 9 میلیون دلاربوده است.
این مقادیر شامل مواد خام مثل لوله، ورق، میلگرد، سیم تیتانیومی ، توری تیتانیومی، مش تیتانیوم، سبدتیتانیومی، پیچ تیتانیومی و محصولات نهایی مثل مبدل حرارتی تیتانیومی، ایمپلنت های ارتوپدی تیتانیومی و دیگر اقلام ساخته شده از جنس تیتانیوم میباشد.
البته بدلیل مشکلات تحریم و صادرات به ایران، خرید، حمل، واردات یا ثبت سفارش و ترخیص تیتانیوم از گمرک ایران، برخی وارد کنندگان تیتانیوم، امور بازرگانی کالاهای تیتانیومی را با اچ اس کدهای استیل یا دیگر آلیاژها انجام میدهند.
کدتعرفه گمرکی تیتانیوم و محصولات از جنس تیتانیوم یا کدهای سامانه هماهنگ‌شده شماره‌گذاری کالا (Titanium HS Code) برای فلز تیتانیوم و مصنوعات از جنس تیتانیوم به شرح زیر میباشد:
سرفصل تیتانیم و مصنوعات تیتانیمی : 8108
میله و سیم تیتانیومی : 81089030
ورق تیتانیومی : 81089050
لوله تیتانیومی : 81089060
سایر مصنوعات از جنس تیتانیوم : 81089090
سایراقلام تیتانیومی : 81089000
تعرفه گمرکی برای فلز تیتانیوم، آلیاژهای ممزوج تیتانیومی و مصنوعات ازجنس تیتانیوم در گمرک ایران 4 درصد میباشد.
چرا تیتانیوم فلزی گران قیمت است؟
ابتدا باید نگاهی به بهای تمام شده تولید تیتانیوم بیاندازیم . در ارتباط با تولید تیتانیوم فلزی از مواد معدنی هزینه های اصلی به شرح زیر است:
|
Operation
|
Details
|
Cost
|
|
Production (Kroll Process)
|
Rutile (96% TiO2) or concentrated TiO2 from llmenite (FeTiO3)
|
4 %
(1,200 £/Ton)
|
|
Chlorination to TiCl4
|
9 %
|
|
Magnesium Reduction
|
25 %
|
|
Fabrication
|
Preliminary arc melting with master alloy addition
|
12 % ( 15,000 £/Ton)
|
|
Second melting
|
3 %
|
|
Fabrication to end products (Plate , Bar , Tube )
|
47 % (30,000 £/ton)
|
ماده اصلی تولید تیتانیوم که سنگ معدن روتیل است یا سنگ معدن تغلیظ شده ایلمنیت حدود 4 درصد کل بها میشود و آخرین قیمت آن برای سال 2023 حدود 1.200 پوند به ازای هر تن میباشد.
قدم بعدی، تولید تتراکلرید تیتانیوم است که حدود 9 درصد بهای تولید را دربرمیگیرد.
درمرحله نهایی تولید تیتانیوم اسفنجی ، احیا با منیزیوم که 25 درصد هزینه های استخراج و تولید است.
دراین مرحله تیتانیوم اسفنجی به محصول فلزی تبدیل میشود و هزینه ذوب آن 12 درصد و حدود 15.000 پوند به ازای هرتن میباشد .
ذوب ثانویه 3 درصد و ازهمه بیشتر تولید ( نورد و فورج و ... ) است که حدود 47 درصد قیمت تیتانیوم فلزی را دربرمیگرد.
آیا قیمت مهندسی تیتانیوم ارزانتر از دیگر فلزات است؟
اغلب زمانی که حرف از خرید ماتریال فلزی برای مخازن ، مبدل و ... میشود عموم مهندسین و بخش های تدارکات گمان میکنند که تیتانیوم گران است اما اگر پارامترهای دیگر که در تولید محصول واز آن مهمترکارا بودن محصول که فاکتوری بسیار مهم نزد مهندسین است ،در قیمت گذاری سهیم کنیم و فلزات را با توجه به مصرف و نه صرفا قیمت هرکیلو قیمت گذاری کنیم به روشی به نام نرمال کردن قیمت میرسیم یا به تعبیری قیمت هرکیلو محصول چقدر میشود؟
نرمال کردن قیمت :
یک فوت مربع (متر مربع ) از هر فلز که قرار است درجایی به عنوان لوله یا مخزن استفاد شود را درنظرمیگیریم .
هرفلز چگالی و خواص مکانیکی مخصوص به خودرا دراست که منجر به طراحی و انتخاب مواد اولیه با سایز و ضخامت های مناسب میشود .
طبق استاندارد ASME پارامتر Yield Strenght یا استحکام تسلیم برای هرفلز پایه محاسبه ضخامت در دما و فشار کاری مربوطه میباشد ، پس برای نرمال کردن قیمت باید آنرا درنظر بگیریم در این حالت قیمت نرمال عبارت است از:
قیمت اولیه X دانسیته X نسبت استحکام تسلیم آلیاژ به تیتانیوم
دراین شرایط مشاهده میشود که تیتانیوم گرید 2 قیمتی در حدود یک سوم سوپرآلیاژها و 3 برابر 316 و دوبرابر داپلکس دارد و این درحالی است که مقاومت به خوردگی تیتانیوم بسیار بیشتر از 316 و 2205 است.
حتی تیتانیوم گرید 7 که حاوی پالادیوم است و بسیار گران قیمت، با این شرایط همطراز سوپرآلیاژها میشود و لذا استفاده از تیتانیوم با درنظر گرفتن کلیات طراحی، مهندسی، متریال مصرفی، هزینه تعمیرات و نگهداری و عمر تجهیزات، انتخابی مقرون به صرفه در بلند مدت میباشد.