העיקרון של סגסוגות טיטניום

סגסוגות טיטניום הן סגסוגות המורכבות מטיטניום כבסיס ואלמנטים אחרים. טיטניום קיים בשתי צורות אלוטרופיות: -טיטניום עם מבנה משושה קרוב-דחוס מתחת ל-882 מעלות, ו--טיטניום עם מבנה מעוקב במרכז- מעל 882 מעלות.

ניתן לסווג אלמנטים סגסוגים לשלוש קטגוריות על סמך השפעתם על טמפרטורת טרנספורמציה של פאזה:

① אלמנטים המייצבים את הפאזה ומגבירים את טמפרטורת טרנספורמציה הפאזה נקראים -אלמנטים מייצבים, כולל אלומיניום, פחמן, חמצן וחנקן. אלומיניום הוא אלמנט הסגסוג העיקרי בסגסוגות טיטניום, משפר משמעותית את חוזק הסגסוגת בטמפרטורות החדר והן בטמפרטורות גבוהות, מפחית את המשקל הסגולי שלה ומגדיל את מודול האלסטי שלה.

② אלמנטים המייצבים את הפאזה ומקטינים את טמפרטורת הטרנספורמציה של הפאזה נקראים -אלמנטים מייצבים, אותם ניתן לחלק עוד יותר לסוגים איזומורפיים ולאוטקטואידים. הראשון כולל מוליבדן, ניוביום ונדיום; האחרון כולל כרום, מנגן, נחושת, ברזל וסיליקון.

③ יסודות בעלי השפעה מועטה על טמפרטורת טרנספורמציה הפאזית נקראים יסודות ניטרליים, כולל זירקוניום ופח.

חמצן, חנקן, פחמן ומימן הם הזיהומים העיקריים בסגסוגות טיטניום. לחמצן ולחנקן יש מסיסות גבוהה בשלב, מה שמחזק משמעותית סגסוגות טיטניום אך מפחית את הפלסטיות שלהן. תכולת החמצן והחנקן בטיטניום מצוינת בדרך כלל מתחת ל-0.15-0.2% ו-0.04-0.05%, בהתאמה. למימן מסיסות נמוכה מאוד בשלב; פירוק מימן מוגזם בסגסוגות טיטניום יוצר הידרידים, מה שהופך את הסגסוגת לשבירה. תכולת המימן בסגסוגות טיטניום נשלטת בדרך כלל מתחת ל-0.015%. פירוק המימן בטיטניום הוא הפיך וניתן להסירו על ידי חישול ואקום.