Proprietăți și funcții ale titanului metal

Aliajul de titan este un material ușor, rezistent la coroziune și de înaltă rezistență, iar aplicația rezultată pentru smartphone-uri poate îmbunătăți rezistența generală, rezistența la cădere și rezistența la zgârieturi a telefonului. Cu toate acestea, aliajul de titan este un material dificil de prelucrat, iar introducerea ramelor din aliaj de titan este o provocare în tehnologia CNC. De ce credem că aliajul de titan este un material greu de prelucrat? Să-i recunoaștem împreună proprietățile.
Titanul este un element cu numărul atomic 22 din tabelul periodic, un element subgrup al celui de-al patrulea ciclu, adică grupul IVB, care este un grup de elemente, altele decât titanul, zirconiul și hafniul, a căror caracteristică comună este un punct de topire ridicat și formarea unui film de oxid stabil pe suprafața sa la temperatura camerei.
1, densitate scăzută, rezistență ridicată, rezistență specifică
Densitatea titanului este de 4,51 g/cm3, 57% din oțel, titanul este de mai puțin de două ori mai greu decât aluminiul, de trei ori mai puternic decât aluminiul. Rezistența specifică a aliajului de titan (raportul rezistență / densitate) este cea mai mare dintre aliajele industriale utilizate în mod obișnuit (a se vedea tabelul 1), rezistența specifică a aliajului de titan este de 3,5 ori mai mare decât cea a oțelului inoxidabil, aliajul de aluminiu de 1,3 ori mai mare decât aliajul de magneziu de 1,7 ori, deci reprezintă materiale structurale esențiale pentru industria aerospațială.
2, rezistență excelentă la coroziune
Pasivitatea titanului depinde de prezența unui film de oxid, care are o rezistență mult mai bună la coroziune în mediile oxidante decât în ​​mediile reducătoare. Coroziunea cu viteză mare are loc în mediile reducătoare. Titanul nu se corodează în unele medii corozive, cum ar fi apa de mare, clor gazos umed, soluții de clorit și hipoclorit, acid azotic, acid cromic, cloruri metalice, sulfuri și acizi organici. Cu toate acestea, în mediile care reacționează cu titanul pentru a produce hidrogen (de exemplu, acizi clorhidric și sulfuric), titanul are de obicei o viteză mare de coroziune. Cu toate acestea, dacă la acid se adaugă o cantitate mică de agent oxidant, se va forma o peliculă de pasivare pe suprafața titanului. Prin urmare, titanul este rezistent la coroziune în amestecurile acid sulfuric-acid azotic puternic sau acid clorhidric-acid azotic și chiar și în acidul clorhidric care conține clor liber. Filmul protector de oxid de titan se formează adesea atunci când metalul întâlnește apă, chiar și în cantități mici de apă sau vapori de apă. Dacă titanul este expus la un mediu puternic oxidant în absența completă a apei, are loc oxidarea rapidă și deseori apar reacții violente și chiar ardere spontană. Astfel de fenomene au avut loc atunci când titanul reacţionează cu acid azotic fumos care conţine oxid de azot în exces şi când titanul reacţionează cu clorul gazos uscat. Prin urmare, este necesară o anumită cantitate de apă pentru a preveni astfel de reacții.
3, rezistență bună la căldură
De obicei, aluminiul la 150 de grade, oțelul inoxidabil la 310 de grade, ceea ce reprezintă o pierdere a performanței inițiale, și aliajul de titan la 500 de grade sau cam așa, păstrează în continuare proprietăți mecanice bune. Când viteza aeronavei atinge de 2,7 ori viteza sunetului, temperatura suprafeței structurii aeronavei ajunge la 230 de grade, aliajele de aluminiu și aliajele de magneziu nu pot fi utilizate, în timp ce aliajele de titan pot îndeplini cerințele. Rezistența la căldură a titanului este bună, este folosit pentru discul și lama compresorului de aeromotor și pielea fuzelajului din spate al aeronavei.
4, performanță bună la temperatură scăzută
Anumite aliaje de titan (cum ar fi Ti-5AI{-2.5SnELI) rezistență cu reducerea temperaturii și creștere, dar plasticitatea nu este redusă mult, au încă o ductilitate și duritate bună la temperaturi scăzute, potrivite pentru utilizare la temperaturi ultra-scăzute. Poate fi folosit în motoarele de rachete cu hidrogen lichid uscat și oxigen lichid sau în nave spațiale cu echipaj pentru containere și cutii de depozitare cu temperatură foarte scăzută.
5, nemagnetic
Titanul este nemagnetic, este folosit în obuzele submarine, nu va provoca explozia minelor.
6, conductivitate termică mică
Conductivitatea termică a titanului este mică, doar 1/5 din oțel, aluminiu 1/13, cupru 1/25. conductivitatea termică slabă este un dezavantaj al titanului, dar în unele ocazii puteți utiliza această caracteristică a titanului.
7, modul scăzut de elasticitate
Modulul de elasticitate al titanului este de numai 55% din oțel, ca material structural, modulul de elasticitate scăzut este un dezavantaj.
8, rezistența la tracțiune și rezistența la curgere este foarte aproape de
Ti-6AI-4V rezistență la tracțiune din aliaj de titan de 960 MPa, limită de curgere de 892 MPa, diferența dintre cele două este de numai 58 MPa.
9, titanul este ușor oxidat la temperaturi ridicate
Titan cu o combinație puternică de hidrogen și oxigen, trebuie să acordăm atenție pentru a preveni oxidarea și absorbția hidrogenului. Sudarea cu titan trebuie efectuată sub protecție cu argon pentru a preveni contaminarea. Tuburile și plăcile de titan trebuie tratate termic sub vid, tratarea termică a forjarilor de titan pentru a controla atmosfera de microoxidare.
10, rezistență scăzută la amortizare
Titanul și alte materiale metalice (cupru, oțel) realizate de aceeași formă și dimensiune a ceasului, cu aceeași forță de a bate fiecare ceas vor descoperi că ceasul din titan oscilează până la sunetul de mult timp, adică prin energia dată ceasului nu este ușor să dispară, așa că spunem că performanța de amortizare a titanului este scăzută.