جوشکاری تیتانیم

 تیتانیوم عنصر شیمیائی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ti وعدد اتمی22 است. تیتانیوم عنصری است نرم،  سبک،  نقره‌ای براق،  درخشان و فلزی مقاوم در برابر فرسایش است و در آلیاژهای محکم و سبک و رنگدانه‌های سفید کاربرد دارد. این عنصر در مواد معدنی متعددی وجود دارد، ولی منابع اصلی آن،  روتیل و ایلمنیت هستند.   

دسته بندی آلیاژهای تیتانیوم بر اساس ساختار کریستالی آن آلیاژ در دمای محیط به سه دسته آلفا ، بتا و آلفا، بتا تقسیم می شوند.

 جوشکاری تیتانیم:

در جوشکاری ذوبی آلیاژهای تیتانیم، تیتانیم غیرآلیاژی و آلیاژهای تیتانیم آلفا از قابلیت جوش‌پذیری مناسبی برخوردار هستند. یعنی آنکه تفاوت قابل توجهی از نظر ریز ساختار و خواص مکانیکی بین منطقه جوش، مجاور جوش و فلز پایه وجود ندارد و جوش حاصله دارای استحکام کافی همراه با انعطاف‌پذیری مناسب است. این گروه از آلیاژهای تیتانیم را در شرایط آنیل شده جوشکاری می‌کنند.

 آلیاژهای تیتانیم  حاوی یک یا چند عنصر پایدار کننده فاز بوده و جوشکاری آنها می‌تواند بطور موثری سبب تغییر استحکام، انعطاف‌پذیری و چقرمگی فلزجوش و منطقه مجاور جوش گردد. معمولاً اگر این آلیاژها  حاوی بیشتر از 20 درصد فاز  باشند جوش‌پذیری آنها ضعیف تلقی می‌گردداین گروه از آلیاژها را در شرایط آنیل شده و یا آنیل انحلای همراه با پیر کردن جزئی جوشکاری می‌کنند.

آلیاژهای تیتانیم بتا دارای مقادیر کافی از عناصر پایدار کننده فاز بتا می‌باشند. این گروه از آلیاژهای تیتانیم نیز قابلیت جوش‌پذیری داشته اما آن دسته از آلیاژهای تیتانیم نوع بتا که دارای مقادیر بالائی از عناصر پایدار کنندة فاز  باشند، از جوش‌پذیری ضعیفی برخوردارند زیرا فلز جوش از تردی بالائی برخورداراست. این گروه از آلیاژها در شرایط آنیل شده و یا آنیل محلولی جوشکاری می‌شوند. برای بدست آوردن جوشی با استحکام و انعطاف‌پذیری کافی، آلیاژ در شرایط آنیل شده جوشکاری می‌گردد و سپس با عملیات ساچمه‌زنی منطقه جوش کار سردشده و به دنبال آن عملیات انحلالی و پیرکردن صورت می‌گیرد.

عوامل موثر بر مشخصه های ریز ساختاری منطقه جوش تیتانیم:

خواص مکانیکی منطقه جوش آلیاژهای تیتانیم بستگی به ریزساختارهای نواحی FZ و HAZ دارد و تنوع این ریزساختار تابعی از سیکل حرارتی و نوع عملیات حرارتی پس از جوشکاری است . جمع‌بندی مطالعات انجام گرفته نشان می‌دهد  عوامل موثر بر خواص مکانیکی منطقه جوش که در حقیقت منتج از ساختارهای حاصله در منطقه جوش است عبارتند از :

1- اندازه دانه های b اولیه در ناحیه ذوب

2- نحوة تغییر حالت فاز b حین سرد شدن از دمای بالا

3- نوع عملیات حرارتی پس از جوشکاری

الف ـ اندازة دانه های b  اولیه در ناحیه ذوب :

همانطوریکه بیان شد از مشخصه‌های ویژة منطقه جوش تیتانیم حضور دانه‌های بزرگ  حین انجماد فلزجوش در ناحیه حوضچه مذاب است که موجب کاهش شدید انعطاف‌پذیری آن می‌گردد. اندازه و مورفولوژی این دانه‌ها به نحوة انتقال حرارت حین انجماد بستگی دارد. اولین پارامتر تعیین کنندة اندازه دانه‌های ، گرمای ورودی جوش است. به این ترتیب که در صورت استفاده از گرمای ورودی بالاتر، اندازه دانه‌های  بزرگتر خواهد شد .

 دانه‌های جزئی ذوب شده در فصل مشترک جامد – مذاب محلهای مناسبی برای رشد فاز جامد به داخل حوضچة مذاب هستند. دانه ها به صورت رونشستی از فصل مشترک جامد – مذاب به سمت خط المرکزین جوش رشد می‌کنند. چون خواص مکانیکی جوش بویژه انعطاف‌پذیری آن وابسته به اندازه دانه است، لذا برای ریز نگهداشتن اندازه دانه‌ها سعی می‌شود تا حد امکان گرمای ورودی در حداقل ممکن حفظ و نگهداری شود و یا به طریقی ارتباط Epitaxy بین FZ و HAZ کاهش یابد.

ب ـ محصولات تغییر حالت:

خواص مکانیکی ناحیه ذوب جوش تیتانیم علاوه بر اندازه دانه  اولیه، بستگی به نحوة تغییر حالت فاز در حین سرد شدن در محدودة دمای پایداری فاز  دارد. ریز ساختار  نهائی بستگی به سرعت سرد شدن از بالای دمای تغییر حالت  دارد که خود تابعی از نوع فرآیند جوشکاری، پارامترها فرآیند و سایر شرایط جوشکاری نظیر شکل هندسی قطعه و نحوة قید و بندسازی قطعه دارد. در نرخ های سرمایشی ناشی فرآیندهای جوشکاری EBW و LBW ، در نواحی  FZو HAZ ، تغییر حالت فاز b بهa’ اتفاق می‌افتد. ریز ساختار حاصله بسیار ریز و سوزنی است و مشخصه مکانیکی آن استحکام و سختی زیاد در مقابل  انعطاف‌پذیری کم است. در نرخ‌های سرمایشی مربوط به فرآیند‌های جوشکاری GTAW وPAW، ریز ساختار حاصله از نوع       ویدمن اشتاتن بهمراه باقیمانده   و یا مخلوطی از آنها با مارتنزیت  است.   منتهی در فرآیندهای قوسی با حرارت ورودی زیاد نظیر GTAW رشد دانه‌های  بسیار زیاد است.

ج ـ عملیات حرارتی پس از جوشکاری:

همانطور که بیان شد ضمن جوشکاری تیتانیم و آلیاژهای آن مجموعه ای از تغییر و تحولات ساختاری در منطقه جوش و مجاور جوش رخ می  دهد . لذا بایستی با مطالعه دقیق و بررسی مناطق مذکور و اعمال شرایط مناسب در طی جوشکاری و پس از آن خواص مطلوبی را در این مناطق به دست آورد.  هدف از عملیات حرارتی پس از جوشکاری آلیاژهای تیتانیم عبارت است از:

1-  آزادسازی تنش های پسماند حرارتی ناشی از جوشکاری

2-  بهبود ریزساختار ایجاد شده در نواحی ذو ب و متاثر از حرارت

3-  تکمیل مرحله دوم در یک عملیات حرارتی دو مرحله ای بر روی فلز پایه

4-  پایدارسازی ریزساختار فلز جوش جهت استفاده در دمای بالا

انتخاب دما و زمان لازم جهت عملیات حرارتی پس گرم بستگی به نوع آلیاژ، ساختار جوش و منطقه مجاور جوش و کاربرد قطعه دارد. در عمل این عملیات مشکل و دارای هزینه بالائی می باشد، زیرا نیاز به اتمسفر خنثی در دماهای بالاتر از °c500 می باشد. علاوه بر آن احتمال کاهش استحکام جوش در دماهای بالا وجود دارد . به همین دلیل نزدیک سازی هر چه بیشتر خواص نواحی مختلف جوش و فلز پایه در کنار مسایل اقتصادی وصنعتی بدون انجام فرآیند عملیات حرارتی همواره موردنظر محققین بوده  است.

انتخاب سیم جوش برای جوشکاری تیتانیوم
 عنصر تیتانیوم، در روپوش الکترودهای جوشکاری به منظورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در روپوش الکترود های جوشکاری فولادهای معمولی ، از وظایف اصلی اکسید تیتانیوم، پایدار کنندگی قوس و تشکیل سرباره برای حفاظت فلز جوش شونده از ترکیب شدن با اکسیژن و نیتروژن موجود در جو و همچنین دادن سیالیت به سرباره برای سهولت در جوشکاری می باشد.ناگفته نماند که اکسید تیتانیوم به سرباره ، خاصیت اسیدی می دهد. در جوشکاری فولادهای معمولی با الکترود دستی؛ الکترود ممکن است دارای روپوش های : اسیدی؛ قلیایی؛ سلولزی؛ اکسیدی و روتیلی باشد. یکی از مواد معتبر برای روپوش روتیلی ، اکسید تیتانیوم است. در جوشکاری فولادهای زنگ نزن نیز یکی از روپوش های متداول برای الکترود، روپوش روتیلی استکه به روپوش ((-16))  معروف می باشد.الکترود روپوش روتیلی دارای بیش از 20 درصد اکسید تیتانیوم می باشد. الکترود روپوش روتیلی در همه حالت ها (تخت، عمودی، افقی، سقفی) جوش های مرغوب تولید می کند. این الکترود ها به دلیل یکنواختی عمل قوس ، ظرافت ظاهر جوش و خیلی آسان بودن پاک کردن سرباره، جوشکار پسند است و به روپوش نوع آهکی ترجیح داده می شود. از تیتانیوم برای جلوگیری از تشکیل کاربید کُرُم در جوشکاری فولادهای زنگ نزن نیز می توان استفاده نمود؛ ولی چون تیتانیوم تا حدود زیادی در قوس می سوزد و هدر می رود ، از نیوبیوم برای جلوگیری از تشکیل کاربید کرم استفاده می کنند.

تیتانیوم:

 تیتانیوم عنصر ۲۲ با معادل انگلیسی Titanium

۱ خواص
۲ مشخصات
۳ طرز تهیه
۴ احتیاط
۵ کاربرد

1- خواص

تیتانیوم عنصری ست فلزی با عدد اتمی ۲۲ ٬در گروه IVB و در دوره چهارم جدول تناوبی جای دارد.جرم اتمی ۴۷٫۹۰٬ظرفیتها ۲٬۳٬۴.دارای پنج ایزتوپ است.۰٫۶ درصد قشر زمین را تشکیل می دهد.ترکیبهای آن پراکنده و استخراج آن دشوار است.

2- مشخصات

جامد نقره‌ای٬چکش خوار ٬چگالی ۴٫۵ گرم بر سانتیمتر مکعب ٬نقطه ذوب٬۱۶۷۵ درجه سانتی گراد٬نقطه جوش ۳۲۶۰ درجه سانتیگراد .اندازه فولاد محکم است.اما ۴۵ درصد از آ» سبکتر است٬سختی و یکرز ۸۰ تا ۱۰۰٬در مقابل خوردگی بسیار مقاوم است٬اما در مقابل کلر و گوگرد خورده می‌شود.به حالت مذاب فعال است٬با ساید نیتریک واکنش نمی دهد٬اما اسید سولفوریک غلیظ و اسید کلریدریک غلیظ با ان واکنش می دهند.سمیت آن ضعیف است.

 3-طرز تهیه

احیای کلرید تیتانیم با منیزیوم یا سدیوم
الکترولیز کلرید تیتانیوم در حمام نمکهای مذاب

4-احتیاط

اشعال پذیر خطر آتش سوزی و انفجار دارددر ۱۲۰۰ درجه خو به خود اتش می گیرد

5- کاربرد

هواپیماها٬موشکها٬جت ها٬ماشینهای نساجی٬وسایل شیمیایی٬وسایل جراحی ٬وسایل نمک زدایی٬وسایل ارتوپدی٬وسایل غذاسازی٬هدفهای لوله های اشعه ایکس٬وسایل ساینده و ….

انتخاب سیم جوش برای جوشکاری تیتانیوم

 عنصر تیتانیوم، در روپوش الکترودهای جوشکاری به منظورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در روپوش الکترود های جوشکاری فولادهای معمولی ، از وظایف اصلی اکسید تیتانیوم، پایدار کنندگی قوس و تشکیل سرباره برای حفاظت فلز جوش شونده از ترکیب شدن با اکسیژن و نیتروژن موجود در جو و همچنین دادن سیالیت به سرباره برای سهولت در جوشکاری می باشد.ناگفته نماند که اکسید تیتانیوم به سرباره ، خاصیت اسیدی می دهد. در جوشکاری فولادهای معمولی با الکترود دستی؛ الکترود ممکن است دارای روپوش های : اسیدی؛ قلیایی؛ سلولزی؛ اکسیدی و روتیلی باشد. یکی از مواد معتبر برای روپوش روتیلی ، اکسید تیتانیوم است. در جوشکاری فولادهای زنگ نزن نیز یکی از روپوش های متداول برای الکترود، روپوش روتیلی استکه به روپوش ((-16))  معروف می باشد.الکترود روپوش روتیلی دارای بیش از 20 درصد اکسید تیتانیوم می باشد. الکترود روپوش روتیلی در همه حالت ها (تخت، عمودی، افقی، سقفی) جوش های مرغوب تولید می کند. این الکترود ها به دلیل یکنواختی عمل قوس ، ظرافت ظاهر جوش و خیلی آسان بودن پاک کردن سرباره، جوشکار پسند است و به روپوش نوع آهکی ترجیح داده می شود. از تیتانیوم برای جلوگیری از تشکیل کاربید کُرُم در جوشکاری فولادهای زنگ نزن نیز می توان استفاده نمود؛ ولی چون تیتانیوم تا حدود زیادی در قوس می سوزد و هدر می رود ، از نیوبیوم برای جلوگیری از تشکیل کاربید کرم استفاده می کنند.

                                هشتمین کنفرانس ملی جوش و بازرسی ایران (1386)

بررسی جوش پذیری تیتانیوم خالص تجاری (ASTM B 337 Grafe 2) به روش GTAW برای سیستمهای لوله کشی:

در این تحقیق از فرایند جوشکاری قوسی با الکترود تنگستن (GTAW) بمنظور جوشکاری لوله های تیتانیومی استفاده گردید. آماده سازی درز جوش با شیار V شکل انجام گرفت و برای ایجاد محافظت کامل در حین جوشکاری از گاز محافظ حوضچه مذاب، گاز محافظ ثانویه و گاز محافظ پشتی استفاده شد. در ابتدا فرایند جوشکاری با استفاده از دنباله تورچ با طول 20cm انجام شد. سپس نمونه های PQP بر اساس استاندارد ASMEM sec IX تهیه گردید و آزمایشهای کشش ، خمش و سختی سنجی بر روی آنها صورت گرفت. ترکهای ایجاد شده در جوش و منطقه HAZ در نمونه خمش دلالت بر حضور ناخالصیها و عدم محافظت مناسب حوضچه مذاب و مناطق متاثر از حرارت در طی فرایند جوشکاری داشت که همگی حاکی از کیفیت نامناسب جوش در جوشکاری انجام شده با دنباله تورچ 20cm بودند. در بررسیهای بعمل آمده توسط میکروسکوپ الکترونی از مقطع شکست نمونه کشش، ذرات ناخالصی اکسید آهن نیز مشاهده گردید. همچنین استحکام کششی معادل 212 Mpa و میزان سختی فلز جوش معادل 300 ویکرز بدست امد. در فرایند جوشکاری بر روی نمونه های بعدی سعی شد تا با افزایش طول محفظه گاز محافظ ثانویه از 20cm به 28 cm مشکل جذب ناخالصیها از محیط اطراف بر طرف گردید. با آماده سازی مجدد نمونه های PQR و انجام آزمایشهای کشش، خمش و سختی سنجی بر روی آنها مشخص شد که میزان استحکام کششی از 212Mpa به 377Mpa افزایش یافته و مقدار سختی فلز جوش از 300 ویکرز به 230 میکرز کاهش یافته است. همچنین عدم وجود ترک در جوش و مناطق اطراف آن در نمونه خمش همگی نشان از کیفیت بالای جوش داشت.
 
 برای اولین بار در سال 1790 فلز تیتانیوم توسط W.GREGOR انگلیسی کشف و توسط M.H.KLAPROTH آلمانی تیتانیم نامیده شد و از سال 1950 محصولات نوردی آن تولید و وارد بازار جهانی شد. به طور کلی به خاطر ایجاد لایه اکسیدی محافظ بر روی سطح تیتانیوم این فلز در مقابل مواد شیمیایی مقاوم است و به همین دلیل در ساخت تجهیزات شیمیایی و اعضا مصنوعی بدن و ابزار جراحی کاربرد زیادی یافته است . تا کنون مقدار تقاضای تیتانیم در بازار جهانی تابعی از مقدار مصرف آن در صنایع هوا- فضا و دریایی بوده است ولی به کارگیری آن در صنایع مذکور شدیدا تابع توسعه تکنولوژی جوشکاری آلیاژهای آن است .

                                                    تیتانیوم فلزی ارزشمند

بسیاری از مهندسین و طراحان هنوز تیتانیوم را فلزی گران و ناشناخته قلمداد می کنند؛ اما پیشرفت های اخیری که در زمینه تولید این فلز صورت گرفته است، نشان می دهد که تیتانیوم ماده ای بسیار فوق العاده برای استفاده های مهندسی است و از بسیاری از مواد مشابه مورد استفاده در این صنعت ارزان تر است.
یکی از ویژگی های مهم تیتانیوم چگالی پایین آن (۵۵/۴ گرم بر سانتی متر مکعب) است. این ویژگی، همراه با استحکام و مقاومت بالا در برابر خراشیدگی، تیتانیوم را به فلزی بسیار ایده آل تبدیل کرده است. تیتانیوم عمدتاً در صنایع هوا – فضا و همینطور در کارخانه ها و تجهیزات صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنین در ساخت عینک ها، مهندسی های ظریف، اندازه گیری، مهندسی کنترل و فن آوری پزشکی مخصوصاً مواردی که حد تحمل بیولوژیک از اهمیت زیادی برخوردار است، مورد استفاده قرار می گیرد.
مهم ترین مورد مصرف فلز تیتانیوم که در تلاقی با زندگی روزمره ما قرار می گیرد، بیشتر در اشیای قیمتی نظیر ساعت های مچی، عینک ها و جواهرات است. این کاربرد ها به این تصور هرچه بیشتر دامن زده اند که تیتانیوم فلزی گران است.
از طرف دیگر انتخاب فلز مورد استفاده در طراحی های مختلف از اولین مراحل ساخت اشیا به شمار می رود و در این مرحله بسیاری از فلزاتی که به نظر می آید باید گران قیمت باشند، بدون انجام تحلیل اقتصادی از میان گزینه های احتمالی حذف می گردند. در نگاه اولیه به درستی تیتانیوم در صدر لیست فلزات گران قیمت و دارای استفاده های خاص قرار دارد. اما این مسئله اشتباهی است که بسیاری از طراحان در همان مرحله اول طراحی مرتکب می شوند. آن ها در محاسبات مقدماتی، وزن فولاد مورد استفاده در طراحی خود را با وزن تیتانیوم مورد نیاز، بدون آن که به حجم آن توجه داشته باشند جایگزین می کنند و مسلم است که یک کیلوگرم تیتانیوم بسیار گران تر از یک کیلوگرم فولاد است. در حالیکه این مقدار تیتانیوم، چندین برابر همان مقدار فولاد کاربری دارد.
عده بسیار کمی از مردم به مقایسه وزن دو قطعه مشابه که یکی از فولاد و دیگری از تیتانیوم ساخته شده است توجه دارند. هنگامی که از لحاظ هندسی، این دو قطعه دارای حجم مشابه باشند، نسبت بهای قطعه تیتانیومی به بهای قطعه فولادی با آلیاژ درجه بالا به عدد ۵/۲ تا ۳ می رسد.
مواد تیتانیومی از قدرت تحمل بسیار بالایی برخوردارند و همچنین نقطه تسلیم آن ها در برابر نیروی کششی وارد شده بسیار بالا است. مقاومت بیشینه آلیاژ تیتانیوم ۳۳ که در آن از فلزات آلومینیوم، انادیوم و قلع استفاده شده، در برابر نیروی کششی، معادل یک هزار و ۲۰۰ نیوتون بر متر مربع است و این در حالیست که تیتانیوم خالص هم می تواند فشار ناشی از نیروی کششی را تا حد ۷۴۰ نیوتن بر متر مربع تحمل کند؛ با این وجود همچنان می توان این فلز را سخت تصور کرد. (با توجه به این که حد شکست در برابر کشیدگی آن حداقل ۸ درصد است)
در حال حاضر تعداد طراحانی که در زمینه ساخت اشیاء متحرک به استفاده از این فلز علاقه نشان داده اند رو به فزونی گذاشته است. یکی از کاربردهای جدید تیتانیوم، استفاده از آن در توربین های بخار است. تیتانیوم مهندسان را قادر می سازد تا طول پره های توربین را زیاد کرده و بدین ترتیب نسبت نیروی تولید شده را افزایش دهند.
از دیگر کاربردهای رو به افزایش تیتانیوم، استفاده از آن در موقعیت هایی است که نیاز به مقاومت بالا در برابر برش احساس شده و یا ترکیبی از دو نیروی برشی و کششی دیده می شود. در این حالت خاص از نوع ویژه ای از تیتانیوم استفاده می شود که بر روی آن پوششی از نیترید قرار دارد. این پوشش از حرارت دادن فلز در فضای نیتروژنی بدست می آید.
همینطور در صنایع خودرو سازی، کاربردهای جدید و جالبی برای تیتانیوم پیدا شده است. به عنوان مثال جایگزین کردن تیتانیوم با فولاد، در موتور مولد قطار، باعث کاهش ۶۰ درصدی وزن این وسیله شده است. از دیگر کاربردهای تیتانیوم در این صنعت، استفاده در میل لنگ، مفتول های اتصالی و سیستم اگزوز خودرو است. مهم ترین حوزه های رشد استفاده از تیتانیوم در حال حاضر صنایع هوا – فضا، نیروگاه ها و دستگاه های شیرین کننده آب هستند.
یکی دیگر از خواص مهم تیتانیوم، قابلیت قرارگیری آن به عنوان فلز واسط میان دو فلز دیگر است. به عنوان مثال از تیتانیوم در صفحات انتقال دهنده گرما در کارخانه های شیمیایی یا شیرین کننده آب استفاده می شود.
یکی از دلایل مقاومت بالای تیتانیوم در برابر خراشیدگی و عدم انفعال این عنصر در برابر دیگر مواد شیمیایی، پوسته ای است که بر روی فلز تشکیل می شود. هنگامی که تیتانیوم با اکسیژن تماس پیدا می کند، سطح آن به سرعت واکنش نشان داده و اکسیده می شود. در اثر این فعل و انفعال شیمیایی، پوسته ای بسیار مقاوم تشکیل می شود که جلوی هرگونه فعل و انفعال دیگری را می گیرد. اگر به این پوسته آسیبی برسد، در صورت حضور اکسیژن و یا حتی آب، تیتانیوم مجدداً اکسیده شده و در محل خراش، پوسته جدیدی تشکیل می شود. این مکانیزم بسیار به آلومینیوم شباهت دارد. با این تفاوت که پوسته تشکیل شده بر روی تیتانیوم، ضخیم تر و پایدار تر از پوسته آلومینیوم است. این لایه محافظ علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر خراشیدگی، حد تحمل بیولوژیک فلز را افزایش می دهد. با این وجود بعضی از ترکیبات شیمیایی نظیر فلئورین می توانند این پوسته محافظ را تخریب کنند.
با توجه به کاربردهای فراوان تیتانیوم، این فلز در گروه فولادهای آلیاژی و یا آلیاژهای نیکل قرار می گیرد، اما به خاطر سختی و قدرت تحمل آن در برابر کشش و برش، نیروی بیشتری برای شکست این فلز نسبت به فلزات آهنی لازم است. یکی از دلایل این که هزینه تولید تیتانیوم بسیار بالا است، استفاده از فن آوری موجود جهت تولید محصولات با کیفیت بسیار بالاست که بتواند نیازهای صنایع حساسی مانند هوا – فضا را پاسخگو باشد. مقید بودن به تولید محصولات با کیفیت بسیار بالا، مسلماً موجب ایجاد هزینه های اضافی می گردد، اما اگر حوزه های جدیدی برای مصرف این فلز که نیاز به کیفیت بسیار بالا هم نداشته باشد، ایجاد گردد؛ این امکان وجود دارد که فن آوری های جایگزینی برای تولید ساخته شوند تا هزینه ها را کاهش دهند. صنایع ساختمانی و خودرو سازی، از جمله صنایعی هستند که اگر به صورت عمده وارد بازار مصرف شوند، به ساخت فن آوری ارزان قیمت تر کمک خواهند کرد.
تا زمانی که تیتانیوم به عنوان فلزی گران قیمت تلقی می شود، این چرخه ادامه دارد و آثار آن مثل تقاضای محدود و مصرف پایین باعث می شود تا تولیدکنندگان هیچ علاقه ای به توسعه فن آوری های ارزان تر و ساده تر نداشته باشند.
یکی از شرکت هایی که در زمینه تولید تیتانیوم فعال بوده و پیشرفت های مهمی هم داشته است، شرکت دویچه تیتان (Deutsche Titan) از زیر مجموعه های گروه تیسن کراپ (Thyssen Krupp) در آلمان است. این شرکت به همراه شرکت ایتالیایی تیتانیا، گروه تیتانیوم را تشکیل داده اند.
دویچه تیتان، تیتانیوم اسفنجی مورد نیاز خود را از کشورهای روسیه، قزاقستان، اوکراین، ژاپن و چین خریداری می کند و سالانه ظرفیت تولید ۴ هزار تن شمش را دارا می باشد. این شمش ها می توانند تا ۱۳ تن وزن داشته باشند. دویچه تیتان طیفی از محصولات نیمه تمام را با استفاده از تأسیسات خود شرکت، گروه تیسن کراپ و همینطور کوره های ذوب دیگر تولید می کند. محصولات این شرکت در غالب شمش، اسلب، ورق، کلاف، صفحه، لوله جوش کاری شده و مفتول عرضه می شوند.