زومیت

یکی از مهم ترین جهت گیری ها در متالورژی مدرن، بهبود کیفیت محصول با نرخ تولید پایین تر است. یعنی اولویت تولید مصالح سازه ای با مصرف فلز کمتر ولی با خواص مکانیکی بالا. لازم به ذکر است که این امر تنها با اختلاط فروآلیاژهای مختلف مانند فرومنگنز، فروسیلیس، فروسیلیکو منگنز و ... با آلیاژ مورد نظر حاصل می شود. یکی از موفق ترین و رایج ترین انواع فروآلیاژها، فروآلیاژ فروتیتانیوم است.

فروتیتانیوم فروآلیاژی حاوی تیتانیوم و آهن است که حداقل مقدار تیتانیوم از نظر وزنی 20 درصد و حداکثر آن 75 درصد است. لازم به ذکر است که فروتیتانیوم از ذوب مجدد یا احیا به دست می آید و ممکن است حاوی آلومینیوم، مس، سیلیکون و مقداری ناخالصی در مقادیر کم باشد. با توجه به ناخالصی موجود در فرو تیتانیوم، این محصول در گریدهای مختلفی از جمله Fti25، Fti70S05، Fti30، Fti70S08، Fti70S1، Fti70S05Sn03، Fti57S7 و Fti35S8 به بازار جهانی عرضه می شود.
لازم به توضیح است که طبق استانداردهای دولتی، شش نوع اصلی فروتیتانیوم وجود دارد که می تواند از 28 تا 75 درصد محتوای تیتانیوم متغیر باشد.همچنین بسته به اندازه ذرات فروتیتانیوم، این گریدها دارای حداقل اندازه 3.2 میلی متر و اندازه 50-200 میلی متر هستند. تحویل فروتیتانیوم به مشتری در قطعاتی که وزن آنها بیش از 15 کیلوگرم نباشد امکان پذیر است.

ترکیب فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی است که عنصر اصلی آن تیتانیوم است. سایر عناصر شیمیایی آن آلومینیوم، سیلیسیم، کربن، فسفر، گوگرد، مس، تنگستن، مولیبدن و قلع است. در واقع فروتیتانیوم گروهی از فروآلیاژهای مورد استفاده برای آلیاژسازی و اکسید زدایی آهن است و ترکیب فروآلیاژ شامل 35 یا بیشتر از 60 درصد تیتانیوم، 1-7 درصد آلومینیوم، 1-4.5 درصد سیلیکون، تا 3 درصد مس و بقیه ترکیب آهن و سایر ناخالصی ها (مانند کربن، فسفر، گوگرد و غیره) است.

مهم است که روشن شود که آلومینیوم، سیلیکون و مس ترکیبی عناصر غیر ضروری اما اجتناب ناپذیر هستند. توجه داشته باشید که آلیاژ حاوی 65-78 درصد تیتانیوم از حرارت دادن پودر تیتانیوم یا اسفنج تیتانیوم با پودر فولاد در کوره القایی به دست می آید.

مزایای فروتیتانیوم
فرو تیتانیوم تولید شده بر اساس استانداردهای تکنولوژیکی تعیین شده برای ساخت فولاد ابزار با سرعت بالا استفاده می شود.مزایای اصلی فروتیتانیوم را می توان به شرح زیر نشان داد:

قیمت نسبتا پایین
میزان خستگی کاهش می یابد.
جذب تیتانیوم آسان است.
بهبود خواص مکانیکی آلیاژها
جوش پذیری کلی را بهبود می بخشد
افزایش خاصیت ضد خوردگی

خواص و کاربردهای فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی از آهن و تیتانیوم است که حاوی 10-20 درصد آهن و 45-75 درصد تیتانیوم و گاهی مقدار کمی کربن است. لازم به ذکر است که تیتانیوم با گوگرد، کربن، اکسیژن و نیتروژن بسیار واکنش پذیر است و ترکیبات نامحلول تشکیل می دهد و آنها را خشک می کند و از این نظر برای اکسید زدایی و گاهی گوگرد زدایی و نیتروژن زدایی در فرآیندهای تولید آهن استفاده می شود. و چدن بسیار مولد است. در تولید فولاد، افزودن تیتانیوم فلزی با ساختار دانه ریزتر تولید می کند.
لازم به توضیح است که مهمترین کاربرد فرو تیتانیوم مربوط به کاربرد در فرآیند فولاد به ویژه تولید قطعات ضروری و همچنین تولید الکترودهای جوشکاری می باشد. در واقع به دلیل خواص فرو تیتانیوم، استفاده از آن در فرآیند تولید فولاد باعث می شود که فولاد نهایی در برابر خوردگی بسیار مقاوم باشد. و به دلیل این خاصیت، فرو تیتانیوم اغلب در تولید فولاد ضد زنگ استفاده می شود.علاوه بر این، از این آلیاژ در فرآیند سوزاندن حساس ترین فولاد سازه ای به منظور اکسید زدایی و گاززدایی نهایی استفاده می شود. از فروتیتانیوم برای ساخت الکترودهای جوشکاری نیز استفاده می شود.

به عبارت دیگر، فرو تیتانیوم به طور گسترده در آلیاژ کردن آهن، گاز زدایی و اکسید زدایی آن استفاده می شود. مهمترین ویژگی فولاد حاوی فروتیتانیوم خواص مکانیکی بالا است. شایان ذکر است که فرو تیتانیوم کربن را به کاربید تیتانیوم متصل می کند و در نتیجه استحکام فولاد و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد. علاوه بر این، پودر فروتیتانیوم را می توان به عنوان سوخت در برخی از ترکیبات پیروتکنیک استفاده کرد. (آلومینا چیست؟)

هدف از استفاده از فروتیتانیوم
با توجه به توسعه سریع متالورژی، امروزه صنعت فولاد مدرن انواع مختلفی از محصولات پیشرفته تر را تولید می کند. به منظور مهار بیشتر افزودنی های مفید در آهن فرفورژه، از فروآلیاژهای مختلفی مانند فرو تیتانیوم در متالورژی مدرن استفاده می شود. 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 در برابر خوردگی مقاوم می شود.هنگام مخلوط کردن یک تن فولاد، مصرف کمی تیتانیوم در حدود 0.5-2٪ مورد نیاز است. مهمترین اهداف استفاده از فروتیتانیوم در متالورژی را می توان به شرح زیر نشان داد:

فروتیتانیوم در متالورژی برای اکسید زدایی و آلیاژسازی فولاد و همچنین در تولید الکترودهای جوشکاری و قطعات با نیازهای خاص استفاده می شود.
استفاده از تیتانیوم در تولید فولاد ضد زنگ و حرارت، دستیابی به کاربید تیتانیوم را ممکن می سازد که شامل بهبود محتوای کربن می شود. در نتیجه، شاخص جوش پذیری و مقاومت به خوردگی به طور قابل توجهی افزایش می یابد
تیتانیوم فلزی بسیار مقاوم است، بنابراین ورود آن به کوره های تولید فولاد به شکل خالص آن مستلزم هزینه های انرژی بالا و مصرف بالای پرکننده ها است.
کاهش زمان سوختن، کاهش مصرف انرژی فرآیند، صرفه جویی در مواد درگیر در تولید و بهبود کیفیت محصول نهایی را می توان از مزایای اصلی افزودن فروتیتانیوم در فرآیند تولید فولاد در نظر گرفت.

تولید فرو تیتانیوم
تولید فرو تیتانیوم به دو صورت انجام می شود. روش اول روش آلومینوترمیک در خارج از کوره است که شامل هضم ضایعات ایلمنیت و تیتانیوم می شود.محصول این فرآیند تولید فروتیتانیوم با درصد تیتانیوم کم است. روش دوم ترکیب ذرات آهن و تیتانیوم در یک کوره الکتریکی است که فرو تیتانیوم را با تیتانیوم با کیفیت بالا تولید می کند.

به عبارت دیگر آلیاژ حاوی 20 تا 40 درصد تیتانیوم از کنسانتره ایلمنیت به روش آلومینوترمیک به دست می آید. در اینجا، آلومینیوم به عنوان یک عامل کاهنده برای آهن و تیتانیوم عمل می کند. فروتیتانیوم با محتوای 65 تا 78 درصد تیتانیوم از حرارت دادن اسفنج تیتانیوم یا ضایعات تیتانیوم با ضایعات آهن در کوره القایی تولید می شود. در واقع این فرو تیتانیوم از مخلوط کردن ضایعات اسفنج و تیتانیوم با آهن و سوزاندن آنها در کوره القایی تهیه می شود.

در نظر داشته باشید که قطعات فرو تیتانیوم نباید حاوی چربی باشند و به شن و ماسه و سایر مواد روی سطح و قسمت بریده شده آلوده باشند! در عوض، فقط حضور یک فیلم اکسید و آثاری از مواد غیر متصل باقی مانده است.

یکی از مهم ترین جهت گیری ها در متالورژی مدرن، بهبود کیفیت محصول با نرخ تولید پایین تر است. یعنی اولویت تولید مصالح سازه ای با مصرف فلز کمتر ولی با خواص مکانیکی بالا. لازم به ذکر است که این امر تنها با اختلاط فروآلیاژهای مختلف مانند فرومنگنز، فروسیلیس، فروسیلیکو منگنز و ... با آلیاژ مورد نظر حاصل می شود. یکی از موفق ترین و رایج ترین انواع فروآلیاژها، فروآلیاژ فروتیتانیوم است.

فروتیتانیوم فروآلیاژی حاوی تیتانیوم و آهن است که حداقل مقدار تیتانیوم از نظر وزنی 20 درصد و حداکثر آن 75 درصد است. لازم به ذکر است که فروتیتانیوم از ذوب مجدد یا احیا به دست می آید و ممکن است حاوی آلومینیوم، مس، سیلیکون و مقداری ناخالصی در مقادیر کم باشد. با توجه به ناخالصی موجود در فرو تیتانیوم، این محصول در گریدهای مختلفی از جمله Fti25، Fti70S05، Fti30، Fti70S08، Fti70S1، Fti70S05Sn03، Fti57S7 و Fti35S8 به بازار جهانی عرضه می شود.
لازم به توضیح است که طبق استانداردهای دولتی، شش نوع اصلی فروتیتانیوم وجود دارد که می تواند از 28 تا 75 درصد محتوای تیتانیوم متغیر باشد.همچنین بسته به اندازه ذرات فروتیتانیوم، این گریدها دارای حداقل اندازه 3.2 میلی متر و اندازه 50-200 میلی متر هستند. تحویل فروتیتانیوم به مشتری در قطعاتی که وزن آنها بیش از 15 کیلوگرم نباشد امکان پذیر است.

ترکیب فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی است که عنصر اصلی آن تیتانیوم است. سایر عناصر شیمیایی آن آلومینیوم، سیلیسیم، کربن، فسفر، گوگرد، مس، تنگستن، مولیبدن و قلع است. در واقع فروتیتانیوم گروهی از فروآلیاژهای مورد استفاده برای آلیاژسازی و اکسید زدایی آهن است و ترکیب فروآلیاژ شامل 35 یا بیشتر از 60 درصد تیتانیوم، 1-7 درصد آلومینیوم، 1-4.5 درصد سیلیکون، تا 3 درصد مس و بقیه ترکیب آهن و سایر ناخالصی ها (مانند کربن، فسفر، گوگرد و غیره) است.

مهم است که روشن شود که آلومینیوم، سیلیکون و مس ترکیبی عناصر غیر ضروری اما اجتناب ناپذیر هستند. توجه داشته باشید که آلیاژ حاوی 65-78 درصد تیتانیوم از حرارت دادن پودر تیتانیوم یا اسفنج تیتانیوم با پودر فولاد در کوره القایی به دست می آید.

مزایای فروتیتانیوم
فرو تیتانیوم تولید شده بر اساس استانداردهای تکنولوژیکی تعیین شده برای ساخت فولاد ابزار با سرعت بالا استفاده می شود.مزایای اصلی فروتیتانیوم را می توان به شرح زیر نشان داد:

قیمت نسبتا پایین
میزان خستگی کاهش می یابد.
جذب تیتانیوم آسان است.
بهبود خواص مکانیکی آلیاژها
جوش پذیری کلی را بهبود می بخشد
افزایش خاصیت ضد خوردگی

خواص و کاربردهای فروتیتانیوم
فروتیتانیوم فروآلیاژی از آهن و تیتانیوم است که حاوی 10-20 درصد آهن و 45-75 درصد تیتانیوم و گاهی مقدار کمی کربن است. لازم به ذکر است که تیتانیوم با گوگرد، کربن، اکسیژن و نیتروژن بسیار واکنش پذیر است و ترکیبات نامحلول تشکیل می دهد و آنها را خشک می کند و از این نظر برای اکسید زدایی و گاهی گوگرد زدایی و نیتروژن زدایی در فرآیندهای تولید آهن استفاده می شود. و چدن بسیار مولد است. در تولید فولاد، افزودن تیتانیوم فلزی با ساختار دانه ریزتر تولید می کند.
لازم به توضیح است که مهمترین کاربرد فرو تیتانیوم مربوط به کاربرد در فرآیند فولاد به ویژه تولید قطعات ضروری و همچنین تولید الکترودهای جوشکاری می باشد. در واقع به دلیل خواص فرو تیتانیوم، استفاده از آن در فرآیند تولید فولاد باعث می شود که فولاد نهایی در برابر خوردگی بسیار مقاوم باشد. و به دلیل این خاصیت، فرو تیتانیوم اغلب در تولید فولاد ضد زنگ استفاده می شود.علاوه بر این، از این آلیاژ در فرآیند سوزاندن حساس ترین فولاد سازه ای به منظور اکسید زدایی و گاززدایی نهایی استفاده می شود. از فروتیتانیوم برای ساخت الکترودهای جوشکاری نیز استفاده می شود.

به عبارت دیگر، فرو تیتانیوم به طور گسترده در آلیاژ کردن آهن، گاز زدایی و اکسید زدایی آن استفاده می شود. مهمترین ویژگی فولاد حاوی فروتیتانیوم خواص مکانیکی بالا است. شایان ذکر است که فرو تیتانیوم کربن را به کاربید تیتانیوم متصل می کند و در نتیجه استحکام فولاد و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد. علاوه بر این، پودر فروتیتانیوم را می توان به عنوان سوخت در برخی از ترکیبات پیروتکنیک استفاده کرد. (آلومینا چیست؟)

هدف از استفاده از فروتیتانیوم
با توجه به توسعه سریع متالورژی، امروزه صنعت فولاد مدرن انواع مختلفی از محصولات پیشرفته تر را تولید می کند. به منظور مهار بیشتر افزودنی های مفید در آهن فرفورژه، از فروآلیاژهای مختلفی مانند فرو تیتانیوم در متالورژی مدرن استفاده می شود. 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 در برابر خوردگی مقاوم می شود.هنگام مخلوط کردن یک تن فولاد، مصرف کمی تیتانیوم در حدود 0.5-2٪ مورد نیاز است. مهمترین اهداف استفاده از فروتیتانیوم در متالورژی را می توان به شرح زیر نشان داد:

فروتیتانیوم در متالورژی برای اکسید زدایی و آلیاژسازی فولاد و همچنین در تولید الکترودهای جوشکاری و قطعات با نیازهای خاص استفاده می شود.
استفاده از تیتانیوم در تولید فولاد ضد زنگ و حرارت، دستیابی به کاربید تیتانیوم را ممکن می سازد که شامل بهبود محتوای کربن می شود. در نتیجه، شاخص جوش پذیری و مقاومت به خوردگی به طور قابل توجهی افزایش می یابد
تیتانیوم فلزی بسیار مقاوم است، بنابراین ورود آن به کوره های تولید فولاد به شکل خالص آن مستلزم هزینه های انرژی بالا و مصرف بالای پرکننده ها است.
کاهش زمان سوختن، کاهش مصرف انرژی فرآیند، صرفه جویی در مواد درگیر در تولید و بهبود کیفیت محصول نهایی را می توان از مزایای اصلی افزودن فروتیتانیوم در فرآیند تولید فولاد در نظر گرفت.

تولید فرو تیتانیوم
تولید فرو تیتانیوم به دو صورت انجام می شود. روش اول روش آلومینوترمیک در خارج از کوره است که شامل هضم ضایعات ایلمنیت و تیتانیوم می شود.محصول این فرآیند تولید فروتیتانیوم با درصد تیتانیوم کم است. روش دوم ترکیب ذرات آهن و تیتانیوم در یک کوره الکتریکی است که فرو تیتانیوم را با تیتانیوم با کیفیت بالا تولید می کند.

به عبارت دیگر آلیاژ حاوی 20 تا 40 درصد تیتانیوم از کنسانتره ایلمنیت به روش آلومینوترمیک به دست می آید. در اینجا، آلومینیوم به عنوان یک عامل کاهنده برای آهن و تیتانیوم عمل می کند. فروتیتانیوم با محتوای 65 تا 78 درصد تیتانیوم از حرارت دادن اسفنج تیتانیوم یا ضایعات تیتانیوم با ضایعات آهن در کوره القایی تولید می شود. در واقع این فرو تیتانیوم از مخلوط کردن ضایعات اسفنج و تیتانیوم با آهن و سوزاندن آنها در کوره القایی تهیه می شود.

در نظر داشته باشید که قطعات فرو تیتانیوم نباید حاوی چربی باشند و به شن و ماسه و سایر مواد روی سطح و قسمت بریده شده آلوده باشند! در عوض، فقط حضور یک فیلم اکسید و آثاری از مواد غیر متصل باقی مانده است.