Зашто су резни алати направљени од титанијума или легура титанијума ретки?

1. Слабе перформансе у поређењу са челичним резним алатима
Мерење перформанси захтева свеобухватно разматрање услова рада. Нови ентузијасти који су нови у резном прстену често се фокусирају на тврдоћу/снагу, док игноришу друге показатеље учинка. Главни проблем са легуром титанијума као материјалом за алат долази због њеног модула еластичности. Модул еластичности титанијума је 106,4 ГПа на собној температури, што је 57% од челика. Модул еластичности представља способност материјала да се одупре еластичној деформацији. Ова ниска вредност значи да су ножеви од легуре титанијума склони јаком тресању током процеса производње, што утиче на ефикасност технике сечења.
У ствари, 2012. године, америчка компанија НЕМО Армс лансирала је јуришну пушку АР10 од легуре титанијума. Поред проблема са високим трошковима узрокованим прерадом легуре титанијума, насилно потресање бога пиштоља због ниског модула еластичности такође утиче на његове перформансе. Очигледно, овај производ са ограниченим перформансама и изузетно високим трошковима може постати само врхунска играчка као што је Голден АК.
Поред тога, легура титанијума је слабија од конструкцијског челика у погледу тврдоће и отпорности на хабање. Легура титанијума није лака за млевење, што људима даје илузију отпорности на хабање. У ствари, легуре титанијума имају слабу отпорност на хабање и склоне су хабању лепком. Након што су се неко време играли са њим, огреботине на огледалу изазвале су проблеме љубитељима алата са ОКП.
Главна препрека при коришћењу легуре титанијума као материјала за алат лежи у питању усклађености снаге и жилавости.
У процесу производње челичних резних алата, ручно ковање је уобичајен процес, који оптимизује микроструктуру унутар алата и побољшава његову чврстоћу и жилавост. Што је још важније, челик има јединствено својство јачања и каљења - мартензитну трансформацију. Након загревања до потпуно аустенитизоване температуре, челик се брзо хлади на собну температуру, што доводи до неравнотежног прелаза чврсте фазе (атомима угљеника је тешко постићи ефикасну миграцију, формирајући недифузни фазни прелаз). Након гашења, челик има високу чврстоћу и тврдоћу, али недовољну жилавост. Када се комбинује са процесом каљења, мартензит се трансформише у каљени мартензит, формирајући добар спој између снаге и жилавости. Поред тога, процес мартензитне трансформације може се контролисати на друге начине. На пример, јапански ножеви се праве од посебно направљене глине на задњој страни ножа пре гашења. Током каљења, брзина хлађења површине покривене глином је спорија од критичне вредности, што резултира формирањем мартензита на задњој страни сечива. Ово формира добру и чврсту комбинацију сечиво/леђа. У ствари, јапански ножеви су прави пре гашења. Након гашења, проширење запремине мартензитне трансформације на подручју сечива изазвало је савијање сечива. Наравно, сам резни алат током процеса ковања формира биметалну структуру, што је такође тешко постићи у производњи резних алата од легуре титанијума, па се овде неће детаљније бавити.
С друге стране, легуре титанијума, иако легуре титанијума типа и + типа показују алотропску трансформацију и имају основу за мартензитну трансформацију. Међутим, због одсуства механизма миграције сличног угљенику у челику, жилавост се смањује и чврстоћа не показује никакво побољшање. Дакле, ово ограничава перформансе алата за сечење од легуре титанијума.
2. Тешкоћа у преради и високи трошкови производње
Резерве титанијума на Земљи нису значајне, а висока цена је због потешкоћа у преради. Сам титанијум има високу активност, а његова отпорност на корозију на собној температури је последица формирања оксидног филма. Лако се апсорбује кисеоник и азот током обраде на високим температурама. Генерално, то укључује вакуумску опрему. Поред тога, брушење легуре титанијума је тешко. Ово очигледно није компатибилно са традиционалним процесима обраде алата (ковање, топлотна обрада, брушење). Ако се легура титанијума користи као алат, то ће повећати трошкове производње и натерати ракете да полете у небо, а перформансе можда неће бити баш добре. Ако имате новца и превртљиви сте, треба да изаберете скупљи, а не бољи. Зашто не користите злато или сребро да га направите? Трошак се углавном огледа у сировинама, а губитак обраде није висок. Осим што је конкурентан, може да се одупре инфлацији. Хајде да сазнамо више о томе?
3. Потенцијални проблеми корозије
Сама легура титанијума је веома отпорна на корозију. Али проблем такође лежи у овоме. Зато што је од једног материјала тешко направити нож од главе до пете. Када титанијум дође у контакт са другим металима као што су алуминијум и челик, постоји ризик од галванске корозије. Утврђено је да је скупоцјени мач од легуре титанијума, након година сакупљања од стране ентузијаста, изгубио дршку, рукохват и корице.
Горе наведени су општи разлози зашто алати за резање легуре титанијума нису постали мејнстрим. Наравно, алати за сечење од легуре титанијума имају карактеристике као што су лагана, парамагнетна или дијамагнетна својства, као и способност формирања прелепих оксидних филмова, који и даље имају практичан значај.