Kodėl retai naudojami pjovimo įrankiai, pagaminti iš titano ar titano lydinių?

1. Silpnas veikimas lyginant su plieniniais pjovimo įrankiais
Norint išmatuoti našumą, reikia visapusiškai atsižvelgti į aptarnavimo sąlygas. Nauji entuziastai, kuriems pjovimo žiedas yra naujokas, dažnai daugiausia dėmesio skiria kietumui/stiprumui, ignoruodami kitus veiklos rodiklius. Pagrindinė problema, susijusi su titano lydiniu, kaip įrankio medžiaga, kyla dėl jo elastingumo modulio. Titano tamprumo modulis kambario temperatūroje yra 106,4 GPa, tai yra 57% plieno. Tamprumo modulis parodo medžiagos gebėjimą atsispirti elastinei deformacijai. Ši maža vertė reiškia, kad titano lydinio peiliai gamybos proceso metu gali stipriai drebėti, o tai turi įtakos pjovimo technikos efektyvumui.
Tiesą sakant, 2012 m. Amerikos kompanija NEMO Arms išleido viso titano lydinio AR10 automatinį šautuvą. Be didelių sąnaudų problemos, kurią sukelia titano lydinio apdirbimas, jo veikimui įtakos turi ir stiprus pistoleto dievo kratymas dėl mažo elastingumo modulio. Akivaizdu, kad šis riboto našumo ir itin didelių sąnaudų gaminys gali tapti tik tokiu aukščiausios klasės žaislu kaip Golden AK.
Be to, titano lydinys yra silpnesnis nei konstrukcinis plienas pagal kietumą ir atsparumą dilimui. Titano lydinį nėra lengva šlifuoti, todėl žmonėms susidaro atsparumo dilimui iliuzija. Tiesą sakant, titano lydiniai turi prastą atsparumą dilimui ir yra linkę susidėvėti. Kurį laiką su juo pažaidus, veidrodėlio įbrėžimai sukėlė bėdų OCD sergantiems įrankių entuziastams.
Pagrindinė kliūtis naudojant titano lydinį kaip įrankio medžiagą yra stiprumo ir kietumo suderinimas.
Plieno pjovimo įrankių gamybos procese įprastas procesas yra rankinis kalimas, kuris optimizuoja įrankio viduje esančią mikrostruktūrą ir pagerina jo stiprumą bei kietumą. Dar svarbiau, kad plienas turi unikalią stiprinančią ir grūdinimo savybę – martensitinę transformaciją. Kaitinamas iki visiškai austenitinės temperatūros, plienas greitai atšaldomas iki kambario temperatūros, todėl vyksta nepusiausvyros kietosios fazės perėjimas (anglies atomams sunku pasiekti veiksmingą migraciją, formuojant nedifuzinį fazės perėjimą). Po grūdinimo plienas turi didelį stiprumą ir kietumą, bet nepakankamą kietumą. Sujungus su grūdinimo procesu, martensitas virsta grūdintu martensitu, sudarydamas gerą stiprumo ir kietumo atitiktį. Be to, martensitinės transformacijos procesą galima valdyti kitomis priemonėmis. Pavyzdžiui, japoniški peiliai yra gaminami iš specialiai pagaminto molio peilio gale prieš gesinimą. Gesinimo metu moliu padengto ploto aušinimo greitis yra lėtesnis nei kritinė vertė, todėl ašmenų gale susidaro martensitas. Tai sudaro gerą ir tvirtą ašmenų / nugaros derinį. Tiesą sakant, japoniški peiliai yra tiesūs prieš gesinimą. Po gesinimo dėl martensitinės transformacijos tūrio padidėjimo ašmenų srityje ašmenys sulinko. Žinoma, pats pjovimo įrankis kalimo proceso metu suformuoja bimetalinę struktūrą, o tai taip pat sunku pasiekti gaminant titano lydinio pjovimo įrankius, todėl čia jis nebus detalizuotas.
Kita vertus, titano lydiniai, nors tipo ir + tipo titano lydiniai pasižymi alotropine transformacija ir turi martensitinės transformacijos pagrindą. Tačiau dėl to, kad pliene nėra migracijos mechanizmo, panašaus į anglį, kietumas mažėja, o stiprumas nepagerėja. Taigi tai riboja titano lydinio pjovimo įrankių veikimą.
2. Apdorojimo sunkumai ir didelės gamybos sąnaudos
Titano atsargos Žemėje nėra reikšmingos, o didelę kainą lemia jo apdorojimo sunkumai. Pats titanas pasižymi dideliu aktyvumu, o jo atsparumas korozijai kambario temperatūroje susidaro dėl oksido plėvelės susidarymo. Apdorojant aukštoje temperatūroje, jis lengvai pasisavina deguonį ir azotą. Paprastai tai apima vakuuminę įrangą. Be to, sunku šlifuoti titano lydinį. Tai akivaizdžiai nesuderinama su tradiciniais įrankių apdirbimo procesais (kalimas, terminis apdorojimas, šlifavimas). Jei titano lydinys bus naudojamas kaip įrankis, tai padidins gamybos sąnaudas ir privers raketas skristi į dangų, o veikimas gali būti nelabai geras. Jei turite pinigų ir esate kaprizingi, verčiau rinkitės brangesnį, o ne geresnį. Kodėl jo kūrimui nenaudojus aukso ar sidabro? Kaina daugiausia atsispindi žaliavose, o perdirbimo nuostoliai nėra dideli. Jis ne tik yra konkurencingas, bet ir gali atsispirti infliacijai. Sužinokime apie tai daugiau?
3. Galimos korozijos problemos
Pats titano lydinys yra labai atsparus korozijai. Tačiau problema slypi ir tame. Nes iš vienos medžiagos sunku padaryti peilį nuo galvos iki kojų. Titanui susilietus su kitais metalais, tokiais kaip aliuminis ir plienas, kyla galvaninės korozijos pavojus. Po daugelio metų entuziastų rinkimo buvo nustatyta, kad brangus titano lydinio kardas prarado rankeną, rankų apsaugą ir makštį.
Aukščiau pateiktos pagrindinės priežastys, kodėl titano lydinio pjovimo įrankiai netapo pagrindiniais. Žinoma, titano lydinio pjovimo įrankiai pasižymi tokiomis savybėmis kaip lengvos, paramagnetinės ar diamagnetinės savybės bei galimybė suformuoti gražias oksido plėveles, kurios vis dar turi praktinę reikšmę.