एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं को उनकी सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन विशेषताओं के आधार पर मुख्यतः तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: α-प्रकार टाइटेनियम मिश्र धातुएँ (लगभग-α मिश्र धातुओं सहित), α+β-प्रकार टाइटेनियम मिश्र धातुएँ, और β-प्रकार टाइटेनियम मिश्र धातुएँ। संयुक्त राज्य अमेरिका में ग्रेडों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ एक विशेष रूप से उन्नत एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री प्रणाली मौजूद है। इन सामग्रियों में 600°C तक के उच्च तापमान पर काम करने में सक्षम मिश्र धातुएँ, जैसे Ti-1100, और उच्च-शक्ति, उच्च-दृढ़ता वाले β-प्रकार मिश्र धातुएँ, जैसे Ti-10-2-3 (Ti-10V-2Fe-3Al) शामिल हैं।
अल्फा-प्रकार के टाइटेनियम मिश्रधातु उत्कृष्ट रेंगन प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें उच्च-ताप मिश्रधातु घटकों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाता है । उदाहरण के लिए, Ti-6242S (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si) का व्यापक रूप से गैस टरबाइन इंजनों के ब्लेड और रोटर जैसे घूर्णन भागों में उपयोग किया जाता है। प्रतिनिधि α+β टाइटेनियम मिश्रधातु, Ti-6Al-4V, सबसे व्यापक रूप से प्रयुक्त एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्रधातु है, जो सभी टाइटेनियम मिश्रधातु उत्पादों का लगभग 60% है। इसकी न्यूनतम तन्य शक्ति 896 MPa है और यह उत्कृष्ट श्रांति और विभंग गुण प्रदर्शित करती है। β-प्रकार के टाइटेनियम मिश्रधातु, जैसे Ti-15-3 (Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al), ऊष्मा उपचार के बाद उल्लेखनीय रूप से बढ़ी हुई शक्ति प्रदर्शित करते हैं, जिनकी प्लेट शक्ति σb ≥ 1310 MPa तक पहुँच जाती है। इनका व्यापक रूप से विमान के संरचनात्मक घटकों और पाइपिंग प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।
इन एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं का विकास उच्च तापमान प्रतिरोध, उन्नत शक्ति-से-दृढ़ता अनुपात, और ज्वाला मंदक जैसे विशिष्ट गुणों की ओर अग्रसर है। उल्लेखनीय है कि कुछ एयरोस्पेस मिश्र धातुओं में उच्च तापमान स्थिरता और यांत्रिक प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए बहुमूल्य धातुओं का प्रयोग किया जाता है।
टाइटेनियम रीसाइक्लिंग उद्योग भी इन एयरोस्पेस मिश्र धातु नवाचारों के जवाब में अपनी पुनर्प्राप्ति प्रौद्योगिकियों और मूल्य निर्धारण संरचनाओं को उन्नत कर रहा है।
एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं का सबसे ज़्यादा इस्तेमाल विमान के इंजनों में होता है, जहाँ इंजन के वज़न का 30% से ज़्यादा हिस्सा इनका होता है। फैन डिस्क और टर्बाइन ब्लेड , कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड, और इंजन केसिंग जैसे प्रमुख घटकों में एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
कंप्रेसर अनुभागों में, टाइटेनियम मिश्रधातुओं ने पुराने स्टील पदार्थों का स्थान ले लिया है, जिससे इनका वज़न काफ़ी कम हो गया है और ये 300-550°C के परिचालन तापमान को सहन कर सकते हैं। यूरोप और अमेरिका में विकसित उच्च-तापमान टाइटेनियम मिश्रधातुएँ, जैसे Ti-1100 और IMI834, 600°C तक के तापमान पर काम कर सकती हैं और विशेष रूप से इंजन के उच्च-तापमान घटकों के निर्माण के लिए डिज़ाइन की गई हैं। ब्रिटेन में विकसित IMI834 मिश्रधातु, β-2 प्रावस्था क्षेत्र में विलयन उपचार और आयुवृद्धि के बाद, कमरे के तापमान पर σb ≥930 MPa की मज़बूती प्रदर्शित करती है, जिसमें उच्च क्रीप मज़बूती और उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध शामिल है। इसका उपयोग RR ट्रेंट 800 इंजन के मध्यवर्ती-दाब कंप्रेसर और उच्च-दाब कंप्रेसर टर्बाइन डिस्क में किया जाता है।
रूसी विमान इंजनों में , टाइटेनियम मिश्रधातुओं का हिस्सा 36% तक होता है। अत्यधिक परिस्थितियों में काम करने के लिए, इन इंजन पुर्जों को असाधारण ताप प्रतिरोध और मज़बूती की आवश्यकता होती है—ये गुण एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्रधातुओं को इंजनों के लिए पसंदीदा मुख्य सामग्री बनाते हैं।
एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग विमान हाइड्रोलिक और ईंधन प्रणालियों के भीतर पाइपिंग प्रणालियों, फिटिंग्स और दबाव वाहिकाओं में भी व्यापक रूप से किया जाता है। इन प्रणालियों में, Ti-3Al-2.5V मिश्र धातु का उपयोग आमतौर पर 28 MPa तक के दबाव पर संचालित उच्च-दाब हाइड्रोलिक पाइपिंग प्रणालियों में किया जाता है, जो 21-6-9 स्टेनलेस स्टील की जगह लेता है और 40% भार कम करता है।
बोइंग 777 के अनुप्रयोग नियंत्रण प्रणाली पाइपिंग में मूल कम-शक्ति वाले सीपी टाइटेनियम के बजाय Ti-15-3 मिश्र धातु का उपयोग किया गया है, जिससे प्रत्येक विमान का वजन 63.5 किलोग्राम कम हो जाता है। ईंधन प्रणालियों में एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातु के अनुप्रयोगों में हाइड्रोलिक संचायकों और ईंधन टैंकों के लिए वेल्डेड संरचनाएँ भी शामिल हैं। रूस द्वारा विकसित VT43 मिश्र धातु को विशेष रूप से गैस सिलेंडरों, हाइड्रोलिक संचायकों और एयरोस्पेस उपकरणों के लिए ईंधन टैंकों में वेल्डेड संरचनाओं के निर्माण के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ये सिस्टम घटक जटिल परिस्थितियों में विश्वसनीय विमान संचालन सुनिश्चित करने के लिए एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्रधातुओं की उच्च विशिष्ट शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और थकान गुणों का लाभ उठाते हैं। कुछ विशिष्ट एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्रधातुओं में संक्षारक वातावरण में दीर्घकालिक स्थिरता बढ़ाने के लिए बहुमूल्य धातुएँ शामिल की जाती हैं।
एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं का महत्व उनके अद्वितीय गुणों के संयोजन से उपजा है। इनमें उच्च विशिष्ट शक्ति होती है, जो स्टील से लगभग 40% हल्की होने के साथ-साथ समतुल्य शक्ति भी प्रदान करती है—एयरोस्पेस उद्योग के हल्के डिज़ाइन के लिए यह एक महत्वपूर्ण लाभ है। टाइटेनियम मिश्र धातुएँ एक विस्तृत परिचालन तापमान सीमा प्रदर्शित करती हैं, जो क्रायोजेनिक परिस्थितियों से लेकर 600°C के उच्च तापमान तक स्थिर प्रदर्शन बनाए रखती हैं।
विमान जितना उन्नत होगा, उसमें टाइटेनियम की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। उदाहरण के लिए, अमेरिका के चौथी पीढ़ी के F-22 लड़ाकू विमान में 41% टाइटेनियम है, जो इसे सबसे अधिक टाइटेनियम सामग्री वाला विमान बनाता है। बोइंग 777 में, थर्मोफॉर्मेड पैनलों से बनी फिन प्लेट्स बनाने के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है क्योंकि उनका तापीय प्रसार गुणांक कार्बन फाइबर के साथ अच्छी तरह से संरेखित होता है, जिससे एल्युमीनियम के ग्रेफाइट के साथ इंटरफेस होने पर उत्पन्न होने वाली विद्युत-रासायनिक संक्षारण समस्याओं से बचा जा सकता है।
आर्थिक दृष्टिकोण से, हालाँकि एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं की शुरुआती लागत ज़्यादा होती है, लेकिन अनुकूलित डिज़ाइन और प्रक्रियाएँ—जैसे कि रूस की VT43 मिश्र धातु—लागत में 20% की कमी ला सकती हैं, ऊष्मा उपचार ऊर्जा की खपत में 50% की कमी ला सकती हैं, और दाब प्रसंस्करण कार्यभार में 20% और मशीनिंग कार्यभार में 30% की कमी ला सकती हैं। ये गुण एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं को आधुनिक एयरोस्पेस उद्योग में एक अनिवार्य और प्रमुख सामग्री बनाते हैं। कुछ उच्च-प्रदर्शन वाले एयरोस्पेस टाइटेनियम मिश्र धातुओं में बहुमूल्य धातुएँ होती हैं, जो विषम परिस्थितियों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती हैं और बहुमूल्य धातु पुनर्चक्रण कंपनियों द्वारा इनकी अत्यधिक मांग की जाती है।
भाषा
