Ιδιότητες κραμάτων τιτανίου

Το τιτάνιο είναι ένας νέος τύπος μετάλλου, οι ιδιότητες του τιτανίου και η περιεκτικότητα σε άνθρακα, άζωτο, υδρογόνο, οξυγόνο και άλλες ακαθαρσίες, η καθαρότερη περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες ιωδιούχου τιτανίου που δεν υπερβαίνει το 0.1%, αλλά η δύναμή του είναι χαμηλή, υψηλή πλαστικότητα. 99,5% βιομηχανικές ιδιότητες καθαρού τιτανίου είναι: πυκνότητα ρ=4.5g/cm3, σημείο τήξης 1800 βαθμοί C, συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας λ=15.24W / (mK), αντοχή σε εφελκυσμό του σb=539MPa. Επιμήκυνση δ=25%, συρρίκνωση διατομής ψ=25%, συντελεστής ελαστικότητας Ε=1.078×105MPa, σκληρότητα HB195.

(1) Υψηλή ειδική αντοχή

Η πυκνότητα του κράματος τιτανίου είναι γενικά σε 4,5 g/cm3 περίπου, μόνο το 60% του χάλυβα, η αντοχή του καθαρού τιτανίου είναι κοντά στην αντοχή του συνηθισμένου χάλυβα, ορισμένα κράματα τιτανίου υψηλής αντοχής είναι περισσότερο από πολλά κράματα δομικού χάλυβα. Επομένως, η ειδική αντοχή των κραμάτων τιτανίου (αντοχή / πυκνότητα) είναι πολύ μεγαλύτερη από άλλα μεταλλικά δομικά υλικά, βλέπε Πίνακας 7-1, μπορεί να παράγει μονάδα υψηλής αντοχής, καλής ακαμψίας, ελαφρού βάρους εξαρτήματα και εξαρτήματα. Επί του παρόντος, τα εξαρτήματα του κινητήρα του αεροσκάφους, ο σκελετός, το δέρμα, οι συνδετήρες και τα όργανα προσγείωσης κ.λπ. χρησιμοποιούν κράματα τιτανίου.

(2) Υψηλή θερμική αντοχή

Η χρήση θερμοκρασίας από το κράμα αλουμινίου μερικές εκατοντάδες βαθμούς υψηλότερη στη μέση θερμοκρασία μπορεί να διατηρήσει την απαιτούμενη αντοχή, μπορεί να είναι στη θερμοκρασία των 450-500 βαθμών μακροχρόνια εργασία αυτών των δύο τύπων κραμάτων τιτανίου στην περιοχή 150 μοιρών έως 500 μοιρών εξακολουθούν να έχουν υψηλή ειδική αντοχή, και κράμα αλουμινίου στους 150 βαθμούς από τη δύναμη της προφανούς πτώσης. Η θερμοκρασία εργασίας του κράματος τιτανίου μπορεί να φτάσει τους 500 βαθμούς, το κράμα αλουμινίου είναι κάτω από 200 βαθμούς.

(3) Καλή αντοχή στη διάβρωση

Το κράμα τιτανίου στην υγρή ατμόσφαιρα και τα μέσα θαλασσινού νερού λειτουργούν, η αντοχή του στη διάβρωση είναι πολύ καλύτερη από τον ανοξείδωτο χάλυβα. σκασίματα, όξινη διάβρωση, αντοχή στη διάβρωση είναι ιδιαίτερα ισχυρή. αλκάλια, χλωριούχα, οργανικά είδη χλωρίου, νιτρικό οξύ, θειικό οξύ κ.λπ. έχουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση. Αλλά το τιτάνιο έχει μειωτικό οξυγόνο και η αντίσταση στη διάβρωση των μέσων άλατος χρωμίου είναι χαμηλή.

(4) Καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία

Το κράμα τιτανίου σε χαμηλή θερμοκρασία και εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία, μπορεί ακόμα να διατηρήσει τις μηχανικές του ιδιότητες. Καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία, το στοιχείο διάκενου είναι πολύ χαμηλό κράμα τιτανίου, όπως το TA7, σε βαθμό -253 μπορεί επίσης να διατηρήσει έναν ορισμένο βαθμό πλαστικότητας. Ως εκ τούτου, το κράμα τιτανίου είναι επίσης ένα σημαντικό δομικό υλικό χαμηλής θερμοκρασίας.

(5) Μεγάλη χημική δραστηριότητα

Η χημική δραστηριότητα του τιτανίου και η ατμόσφαιρα O, N, H, CO, CO2, υδρατμοί, αμμωνία και άλλες ισχυρές χημικές αντιδράσεις. Περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 0,2%, θα σχηματίσει σκληρό TiC σε κράματα τιτανίου. Η υψηλότερη θερμοκρασία και ο ρόλος N θα σχηματίσουν επίσης στρώμα σκληρής επιφάνειας TiN. σε 600 βαθμούς ή περισσότερο, το τιτάνιο απορροφά το οξυγόνο για να σχηματίσει ένα σκληρυμένο στρώμα υψηλής σκληρότητας. η περιεκτικότητα σε υδρογόνο αυξάνεται, αλλά και ο σχηματισμός του στρώματος ευθραυστότητας. Η απορρόφηση του αερίου και το προκύπτον σκληρό εύθραυστο επιφανειακό βάθος στρώμα έως 0,1 ~ 0,15 mm, ο βαθμός σκλήρυνσης είναι 20% ~ 30%. Η χημική συγγένεια του τιτανίου είναι επίσης μεγάλη, είναι εύκολο να δημιουργήσει πρόσφυση με την επιφάνεια τριβής.

(6) μικρή θερμική αγωγιμότητα, μικρός συντελεστής ελαστικότητας

Η θερμική αγωγιμότητα του τιτανίου λ=15.24W/(mK) είναι περίπου το 1/4 του νικελίου, το 1/5 του σιδήρου, το 1/14 του αλουμινίου και διάφορα κράματα τιτανίου έχουν θερμική αγωγιμότητα περίπου 50% χαμηλότερη από αυτήν από τιτάνιο. Ο συντελεστής ελαστικότητας του κράματος τιτανίου είναι περίπου το 1/2 του χάλυβα, επομένως η ακαμψία του είναι φτωχή, παραμορφώνεται εύκολα, δεν είναι κατάλληλο για την κατασκευή λεπτών ράβδων και τμημάτων με λεπτά τοιχώματα και η ανάκαμψη της επεξεργασμένης επιφάνειας κατά την κοπή είναι πολύ μεγάλη, περίπου 2 έως 3 φορές περισσότερο από τον ανοξείδωτο χάλυβα, με αποτέλεσμα έντονη τριβή, πρόσφυση και φθορά συγκόλλησης του εργαλείου μετά την επιφάνεια κοπής.

Το κράμα τιτανίου έχει υψηλή αντοχή και χαμηλή πυκνότητα, καλές μηχανικές ιδιότητες, σκληρότητα και αντοχή στη διάβρωση είναι πολύ καλή. Επιπλέον, τα κράματα τιτανίου έχουν κακή απόδοση διεργασίας, δυσκολίες κοπής και μηχανικής κατεργασίας, στη θερμική επεξεργασία, απορροφώνται πολύ εύκολα ακαθαρσίες όπως υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο και άνθρακας. Υπάρχει επίσης κακή αντοχή στην τριβή, η διαδικασία παραγωγής είναι πολύπλοκη. Η βιομηχανοποιημένη παραγωγή τιτανίου ξεκίνησε το 1948. Οι ανάγκες της ανάπτυξης της αεροπορικής βιομηχανίας, έτσι ώστε η βιομηχανία τιτανίου σε μέσο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης περίπου 8% ανάπτυξη. Επί του παρόντος, η παγκόσμια ετήσια παραγωγή υλικών επεξεργασίας κράματος τιτανίου έχει φτάσει τους 40,{3}} τόνους, ποιότητας σχεδόν 30 ειδών κράματος τιτανίου. Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κράμα τιτανίου είναι το Ti-6Al-4V (TC4), το Ti-5Al-2.5Sn (TA7) και το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο (TA1, TA2 και ΤΑ3).

Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή εξαρτημάτων συμπιεστών κινητήρων αεροσκαφών, ακολουθούμενα από δομικά μέρη για πυραύλους, πυραύλους και αεροσκάφη υψηλής ταχύτητας. Στα μέσα-1960, το τιτάνιο και τα κράματά του έχουν εφαρμοστεί στη γενική βιομηχανία για την κατασκευή ηλεκτροδίων για η βιομηχανία ηλεκτρόλυσης, συμπυκνωτές για σταθμούς παραγωγής ενέργειας, θερμαντήρες για διυλιστήρια πετρελαίου και αφαλάτωση θαλασσινού νερού καθώς και συσκευές ελέγχου της περιβαλλοντικής ρύπανσης, κ.λπ. Το τιτάνιο και τα κράματά του έχουν γίνει ένα είδος ανθεκτικού υλικού. Το τιτάνιο και τα κράματά του έχουν γίνει ένα ανθεκτικό στη διάβρωση δομικό υλικό. Χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή υλικών αποθήκευσης υδρογόνου και τη διαμόρφωση κραμάτων μνήμης.