Властивості та функції металевого титану

Титановий сплав є легким, стійким до корозії та високоміцним матеріалом, і його використання на смартфонах може покращити загальну міцність, стійкість до падінь і подряпин телефону. Однак титановий сплав є складним матеріалом для обробки, і впровадження рамок із титанового сплаву є проблемою для технології ЧПК. Чому ми вважаємо, що титановий сплав важко піддається обробці? Давайте разом розпізнаємо його властивості.
Титан — це елемент з атомним номером 22 у періодичній таблиці, елемент підгрупи четвертого циклу, тобто групи IVB, яка є групою елементів, відмінних від титану, цирконію та гафнію, спільними властивостями яких є висока температура плавлення та утворення стійкої оксидної плівки на його поверхні при кімнатній температурі.
Десять характеристик титану
1, низька щільність, висока міцність, висока питома міцність
Щільність титану становить 4,51 г/см3, 57% сталі, титан менш ніж удвічі важчий за алюміній, втричі міцніший за алюміній. Питома міцність титанового сплаву (співвідношення міцність/щільність) зазвичай використовується в промислових сплавах у найбільших (див. таблицю 1), питома міцність титанового сплаву в 3,5 рази більша, ніж у нержавіючої сталі, алюмінієвого сплаву в 1,3 рази більша, ніж у магнієвих сплавів, у 1,7 рази, тому це аерокосмічна промисловість має важливе значення для структури матеріалу.
2, чудова стійкість до корозії
Пасивність титану залежить від наявності оксидної плівки, яка має набагато кращу стійкість до корозії в окисних середовищах, ніж у відновних. Високошвидкісна корозія відбувається у відновних середовищах. Титан не піддається корозії в деяких корозійних середовищах, таких як морська вода, вологий газоподібний хлор, розчини хлориту та гіпохлориту, азотна кислота, хромова кислота, хлориди металів, сульфіди та органічні кислоти. Однак у середовищах, які реагують з титаном з утворенням водню (наприклад, соляна та сірчана кислоти), титан зазвичай має високу швидкість корозії. Однак, якщо до кислоти додати невелику кількість окислювача, на поверхні титану утворюється плівка пасивації. Тому титан стійкий до корозії в сильних сумішах сірчаної кислоти і азотної кислоти або соляної кислоти і азотної кислоти і навіть у соляній кислоті, що містить вільний хлор. Захисна оксидна плівка титану часто утворюється, коли метал стикається з водою, навіть у невеликих кількостях води або водяної пари. Якщо титан піддається впливу сильно окислювального середовища за повної відсутності води, відбувається швидке окислення і бурхливі реакції, навіть самозаймання, часто виникають. Такі явища відбуваються, коли титан реагує з димлячою азотною кислотою, що містить надлишок оксиду азоту, і коли титан реагує з сухим газоподібним хлором. Тому для запобігання подібних реакцій необхідна певна кількість води.

3, хороша термостійкість
Зазвичай алюміній при 150 градусах, нержавіюча сталь при 310 градусах, що є втратою початкових характеристик, і титановий сплав при 500 градусах або близько того все ще зберігають хороші механічні властивості. Коли швидкість літака перевищує швидкість звуку в 2,7 рази, температура поверхні конструкції літака досягає 230 градусів, алюмінієві та магнієві сплави не можуть використовуватися, тоді як титанові сплави можуть відповідати вимогам. Термостійкість титану хороша, він використовується для диска та лопаті компресора авіаційного двигуна та обшивки задньої частини фюзеляжу літака.
4, хороша продуктивність при низьких температурах
Деякі титанові сплави (такі як Ti-5AI-2.5SnELI) мають міцність зі зниженням температури та підвищенням, але пластичність не зменшується значно, вони все ще мають хорошу пластичність і в’язкість за низьких температур, придатні для використання при наднизьких температурах. Може використовуватися в ракетних двигунах на сухому рідкому водні та рідкому кисні або в пілотованих космічних кораблях для використання наднизькотемпературних контейнерів і резервуарів для зберігання.
5, немагнітний
Титан немагнітний, використовується в снарядах підводних човнів, не викличе вибух мін.
6, мала теплопровідність
Теплопровідність титану невелика, лише 1/5 сталі, алюмінію 1/13, міді 1/25. погана теплопровідність є недоліком титану, але в деяких випадках можна використовувати цю властивість титану.
7, низький модуль пружності
Модуль пружності титану становить лише 55% від сталі, як конструкційного матеріалу низький модуль пружності є недоліком.
8, міцність на розрив і межа текучості дуже близька до
Міцність на розрив титанового сплаву Ti-6AI-4V становить 960 МПа, межа текучості 892 МПа, різниця між ними лише 58 МПа.
9, титан легко окислюється при високих температурах
Комбінація титану та водню з киснем сильна, ми повинні звернути увагу на запобігання окисленню та поглинанню водню. Зварювання титану слід проводити під захистом аргону, щоб запобігти забрудненню. Титанові труби та пластини повинні бути термічно оброблені під вакуумом, титанові поковки термічно оброблені для контролю мікроокислювальної атмосфери.
10, низький опір амортизації
Титан та інші металеві матеріали (мідь, сталь), виготовлені з такої ж форми та розміру годинника, з однаковою силою, щоб стукати по кожному годиннику, виявлять, що годинник, виготовлений з титану, коливається до звуку тривалого часу, тобто через Енергія, надана годиннику, нелегко зникає, тому ми говоримо, що амортизаційні характеристики титану низькі.