Титан і його властивості

Титан — металевий хімічний елемент, хімічний символ Ti, атомний номер 22, відноситься до тугоплавких рідкісних кольорових металів.

Властивості титану та містяться вуглець, водень, кисень та інші домішки, найчистіший вміст домішок йодиду титану не перевищує 0.1%, але його міцність низька, пластичність висока. 99,5% промислово чистого титану: щільність P=4.5g/cm3, температура плавлення 1800 градусів C, теплопровідність λ=15.24W / (MK), міцність на розрив σ b {{10} }МПа, подовження: δ=25%, подовження в перерізі: δ =25%, усадка в перерізі ψ=25%, пружний дотик E=1.078×105 МПа, твердість HB195.

Титан є сріблясто-білим перехідним металом, який характеризується низькою густиною, високою температурою плавлення, високою питомою міцністю, стійкістю до корозії, високими та низькими температурами, немагнітним, нетоксичним, біосумісним. Серед них особливо помітна висока міцність, міцність титанового сплаву високої міцності та високоміцна сталь, але щільність майже вдвічі менша. Крім того, титан і сплави також мають пам'ять форми, надпровідність і зберігання водню та інші характеристики.

Властивості титану

Висока міцність: у 1,3 рази більше, ніж у алюмінієвих сплавів, у 1,6 рази більше, ніж у магнієвих сплавів, у 3,5 рази більше, ніж у нержавіючої сталі, чемпіона серед металевих матеріалів. Щільність титанового сплаву зазвичай становить близько 4,5 г/см3, лише 60% сталі, міцність чистого титану близька до міцності звичайної сталі, деякі високоміцні титанові сплави перевищують міцність багатьох легованих конструкційних сталей, тому титанові сплави, ніж міцність (міцність / щільність) набагато більша, ніж у інших металевих конструкційних матеріалів, може бути виготовлена ​​з блоку високої міцності, ударної в'язкості, легких деталей і компонентів, у структурних частинах авіаційного двигуна, скелеті, шкірі, у конструкції двигуна літака, скелеті , обшивка, кріплення та шасі тощо використовуються титановий сплав.

Висока термічна міцність: використання температури, ніж алюмінієвий сплав на кілька сотень градусів вище, у середній температурі все ще може підтримуватися необхідна міцність, може бути в 450-500 градусах C температура тривалої роботи.

Хороша корозійна стійкість: стійка до кислотної, лужної та атмосферної корозії, з особливо високою стійкістю до точкової та стресової корозії. Титановий сплав у вологій атмосфері та морській воді працює, інша стійкість до корозії набагато краща, ніж нержавіюча сталь; Точкова корозія, кислотна корозія, корозійна стійкість під напругою є особливо сильною, луги, хлориди, хлорорганічні елементи, азотна кислота, сірчана кислота тощо мають чудову корозійну стійкість, але титан має низьку корозійну стійкість до кисню та солі хрому.

Хороші низькотемпературні характеристики: титановий сплав TA7 з дуже низьким вмістом проміжних елементів може підтримувати певний ступінь пластичності при -253 ступені. Титановий сплав при низьких і наднизьких температурах все ще може зберігати свої механічні властивості, низькотемпературні характеристики хороші, інтерстиціальні елементи дуже низького титанового сплаву, наприклад TA7, при -253 градусах C також можуть підтримувати певний ступінь пластичності, тому промисловість титанових сплавів є важливим конструкційним матеріалом для низьких температур.

Хімічна активність: висока хімічна активність при високих температурах, легко з воднем, киснем та іншими газоподібними домішками в повітрі хімічна реакція для створення загартованого шару. Хімічна активність титану велика, а атмосфера O, N, H, CO, CO2, водяна пара, аміак тощо викликають сильну хімічну реакцію. Коли вміст вуглецю перевищує 0.2%, у титановому сплаві утворюється твердий TiC; при більш високих температурах під впливом азоту утворюється твердий поверхневий шар TiN. При температурі вище 600 градусів титан поглинає кисень, утворюючи загартований шар високої твердості; збільшення вмісту водню також утворює крихкий шар. Товщина твердого і крихкого поверхневого шару, що утворюється в результаті поглинання газу, може досягати 0.1-0.15 мм, зі ступенем зміцнення 20-30%. Хімічна спорідненість титану також велика, легка завдяки явищу адгезії, яке створюється поверхнею тертя.

Теплопровідність невелика, пружний дотик невеликий: теплопровідність титану λ=15,2 Вт / (M, K) становить приблизно 1/4 від нікелю, заліза 5/1, алюмінію 1/14 і різноманітних титанових сплавів ніж коефіцієнт теплопровідності титану. Теплопровідність титанового сплаву приблизно на 50% нижче, титанові сплави, еластичні, стосуються приблизно 1/2 сталі, тому їх жорсткість погана, легко деформується, не підходить для виготовлення довгих тонких стрижнів і тонкостінні деталі, різання, механічна обробка поверхня відскоку велика, приблизно в 2-3 разів, що призводить до прилипання поверхні до поверхні тертя. Нержавіюча сталь 2-3 разів, що призводить до інтенсивного тертя, адгезії, зв’язування зносу задньої поверхні леза інструменту.