مائیکرو پورس سپنج سے گھنے جالی تک: ڈی کنسٹرکٹڈ ٹائٹینیم پلیٹوں اور سلاخوں اور اعلی-انجینئرنگ لے آؤٹ کا میٹالرجیکل دوبارہ ملاپ

جدید صنعت کے مادی اہرام میں، ٹائٹینیم (ٹائٹینیم) کو اس کی بے مثال مخصوص طاقت اور انتہائی سنکنرن مزاحمت کی وجہ سے "خلائی دھات" اور "سمندری دھات" کے نام سے جانا جاتا ہے۔ تاہم، دھات کاری کے شعبے میں، ٹائٹینیم کے بارے میں سب سے دلچسپ چیز اس کی ماضی اور حال کی زندگی میں مضمر ہے: ایک سرہ Titanium Sponge ہے، جس کی شکل سلیگ کی طرح ہے، اس کا ڈھانچہ ڈھیلا ہے اور تیز گرمی پر آکسائڈائز اور پھٹنا بہت آسان ہے۔ دوسرے سرے پر گھنے اندرونی جالیوں اور ٹھنڈی چاندی کی سطحوں کے ساتھ اعلیٰ-ٹائٹینیم پلیٹیں اور سلاخیں ہیں۔

"ہول اسپنج" سے "بڑے ملک کے بھاری ہتھیار" تک کا ارتقاء نہ صرف درجہ حرارت اور دباؤ کی سمفنی ہے، بلکہ جدید میٹالرجیکل ٹیکنالوجی کے لیے دھاتی مائیکرو اسٹرکچر (مائکرو اسٹرکچر) اور اناج کی سمت بندی کو قطعی طور پر کنٹرول کرنے کے لیے ایک انتہائی عمل ہے۔

I. میٹالرجیکل ری آرگنائزیشن: اسفنج ٹائٹینیم کی پلیٹوں اور سلاخوں میں تبدیلی کے "چار بنیادی ارتقاء کے مراحل"

بین الاقوامی سطح پر سپلائی چین میں، ٹائٹینیم اسفنج کی تشکیل سے لے کر حتمی مواد (ٹائٹینیم پلیٹ، ٹائٹینیم راڈ) تک، درج ذیل ہارڈ کور مینوفیکچرنگ بند لوپ کا تجربہ ہونا ضروری ہے:

1. Ingot Metallurgy: ویکیوم کے تحت "Lattice Birth"

سپنج ٹائٹینیم پر براہ راست عملدرآمد نہیں کیا جا سکتا۔ سب سے پہلے، ٹائٹینیم اسفنج کو ایلومینیم، وینیڈیم، مولبڈینم، ٹن اور دیگر مرکب عناصر کے ساتھ درست طریقے سے متناسب ہونے کی ضرورت ہے، اور ہائی پریشر کے ذریعے الیکٹروڈ بلاکس میں دبانے کی ضرورت ہے۔ سمیلٹنگ کے لیے دوہری-ٹریک کا فیصلہ (VAR بمقابلہ EB): کم-کثافت شمولیت (LDI) اور اعلی-کثافت شمولیت (HDI) کو ختم کرنے کے لیے، اعلی-کوالٹی گریڈ یا سیمی کنڈکٹر-گریڈ ٹائٹینیم انگوٹس کو 3 سے 3 تک الیکٹرک کنسل سے گزرنا چاہیے۔ (VAR) remelting. الٹرا-چوڑی ٹائٹینیم پلیٹ کے بلیٹ کے لیے، جدید صنعت الیکٹران بیم کولڈ بیڈ فرنس (EBCHM) پگھلنے کو ترجیح دیتی ہے، جو ایک وقت میں بغیر کسی الگ کیے بڑے فلیٹ انگوٹ کو ڈال سکتی ہے۔

2. کوگنگ نئے کاسٹ ٹائٹینیم کے انگوٹ کالم کے دانوں سے بھرے ہوتے ہیں، اور مواد سخت اور ٹوٹنے والا ہوتا ہے جس میں سنگین اینیسوٹروپی ہوتی ہے۔

بڑے فورجنگ تناسب کی طاقت: بیٹا فیز ریجن یا + ٹو-فیز ریجن میں متعدد سمتوں میں بار بار لمبا کرنے اور سوراخ کرنے کے لیے ہزاروں ٹن ہائیڈرولک پریس سے گزرنا ضروری ہے۔ اس عمل کا نچوڑ یہ ہے کہ ڈائنامک ری کریسٹالائزیشن (ڈائنامک ری کریسٹالائزیشن) کے ذریعے اناج کو مکمل طور پر توڑ کر باریک، یکساں مساوی اناج (ایکویکسڈ گرینز) تک کم کیا جائے، جو ٹائٹینیم راڈز کی اعلی تھکاوٹ کی زندگی کا سنگ بنیاد ہے۔

3. شنٹ ایوولوشن: ٹائٹینیم پلیٹ اور ٹائٹینیم راڈ کے درمیان "تھرمو-مکینیکل ڈیفارمیشن واٹرشیڈ"

اعلیٰ-معیاری بلٹس (Billet/Slab) کے بعد، ٹائٹینیم پلیٹس اور ٹائٹینیم راڈز بالکل مختلف پروڈکشن لائن پر چلے گئے ہیں:

ٹائٹینیم کی سلاخیں (فائنش رولنگ اور روٹری فورجنگ): بلٹ کو متعدد پاسوں میں مسلسل رول کیا جاتا ہے، کھینچا جاتا ہے یا روٹری جعلی بنایا جاتا ہے۔ ٹائٹینیم راڈ کے ٹیکسچرنگ کنٹرول کو ریگولیٹ کرنے کے لیے انجینئرز کو فنشنگ ٹمپریچر کو سختی سے کنٹرول کرنا چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ اس کی تناؤ کی طاقت اور پیداوار کی طاقت بالکل مماثل ہے۔

ٹائٹینیم پلیٹ (کراس رولنگ بمقابلہ ہاٹ رولنگ/کولڈ رولنگ): ون وے رولنگ کے دوران دھات کی انیسوٹروپی کو ختم کرنے کے لیے، ہائی-ٹائٹینیم پلیٹ کراس رولنگ (کراس رولنگ) کے عمل کو اپناتی ہے (یعنی 90 ڈگری پر گھومنے کے بعد رولنگ رولنگ کے بعد) گرم اور کولڈ رولنگ کے نیچے دباؤ کے تناسب کو درست طریقے سے کنٹرول کرنے سے، کسی بھی سمت میں پلیٹ پر طاقت کی یکسانیت کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

4. ویکیوم اینیلنگ اور فنشنگ اندرونی بقایا تناؤ کو ختم کرنے اور ہائیڈروجن کی خرابی کو روکنے کے لیے آخری ٹائٹینیم پلیٹوں اور سلاخوں کو ایک اعلی ویکیوم فرنس میں اینیل کرنے کی ضرورت ہے۔ سطح کو اچار بنایا جاتا ہے، بے مرکز زمین (ٹائٹینیم کی سلاخوں کے لیے) یا حتمی ترسیل کے لیے ایک بہترین سطح کی حالت بنانے کے لیے پالش کی جاتی ہے۔

II کراس-سرحد کا نقشہ: ٹائٹینیم پلیٹوں اور سلاخوں کے ذریعے کنٹرول شدہ نیلے سمندر کے کٹنگ-کنارے کو سمجھنا

معروف شہری ہوابازی کے ہوائی جہاز کے فیوزلج فریموں اور کیمیائی ہیٹ ایکسچینجرز کے علاوہ، اعلی-معیاری ٹائٹینیم مواد درج ذیل زیر ذکر اعلی-پریمیم علاقوں پر حاوی ہے:

1. سیمی کنڈکٹر چپس: الٹرا-اعلی-پاوریٹی ٹائٹینیم پلیٹس-الیکٹرانک-گریڈ سپٹرنگ ٹارگٹ خالی جگہیں

سیمی کنڈکٹر ویفر فیبریکیشن میں، دھاتی رکاوٹیں اور مائیکرون- پیمانے کے چپس کے ویفر گیٹس PVD سپٹرنگ جمع سے بنتے ہیں۔ اس کے لیے ضروری ہے کہ ٹائٹینیم ہدف کی پاکیزگی 99.999% (5N) سے زیادہ ہونی چاہیے۔ الٹرا-اعلی-خاکی پگھلنے اور سپر-بڑے اخترتی کراس-رولنگ کے ذریعہ بننے والی طہارت والی ٹائٹینیم پلیٹوں میں عام طور پر 50um سے کم مائکروسکوپک دانوں کا سائز ہوتا ہے اور ایک اعلی درجے کی مستقل کرسٹل واقفیت ہوتی ہے، جو فلم کے اسپوٹٹر کی موٹائی کی یکسانیت کا براہ راست تعین کرتی ہے۔

2. بایومیڈیکل: میڈیکل ٹائٹینیم راڈ-لگانے کے قابل آرتھوپیڈک جوائنٹ اور اسپائنل ناخن (آرتھوپیڈک امپلانٹس)

انسانی ہڈیوں کی مرمت میں، Ti-6Al-4V ELI (انتہائی-لو گیپ عنصر) ٹائٹینیم راڈز کا انتخاب جو ASTM F136 معیار پر پورا اترتا ہے، بین الاقوامی مین اسٹریم ہے۔ اس ٹائٹینیم راڈ کے آکسیجن مواد کو 0. 13% سے کم یا اس کے برابر کے اندر سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ باریک-دانے دار، اعلیٰ طہارت کے حامل میڈیکل ٹائٹینیم راڈز انسانی ہڈیوں کے ناخن اور مصنوعی جوڑ بننے کے لیے CNC درست طریقے سے مشینی ہیں، جو کامل بائیو کمپیٹیبلٹی اور صفر سائٹوٹوکسٹی کو یقینی بناتے ہوئے انتہائی تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت فراہم کرتے ہیں۔

3. کمرشل: ٹائٹینیم راڈ ڈائی فورجنگز-نئے راکٹ انجن ڈسک کے اجزاء

دوبارہ استعمال کے قابل راکٹوں کی ترقی کے ساتھ، انجن ٹربو پمپس اور کور ڈسک (ڈسک) کو انتہائی سردی (مائع ہائیڈروجن/مائع آکسیجن) سے لے کر اعتدال پسند درجہ حرارت تک بھاری متحرک بوجھ برداشت کرنے کی ضرورت ہے۔ ہاٹ ڈائی فورجنگ کے عمل کے ذریعے ہائی-ٹائٹینیم راڈز سے جعلی ڈسک میں فریکچر ٹفنس (فریکچر ٹفنس) بہت زیادہ ہے اور یہ "اسٹیل اور آئرن بون" ہے جو راکٹوں کی محفوظ بازیافت میں معاون ہے۔