Увод у својства легуре титанијума
Легуре титанијума су класа метала, које карактеришу њихове перформансе, на које утиче присуство нечистоћа као што су угљеник, азот, водоник и кисеоник. Најчистији облик титанијума има садржај нечистоћа мањи од 0.1%, што резултира високом пластичношћу, али ниском чврстоћом. Индустријски чисти титанијум, чистоће 99,5%, испољава следећа својства: густина (ρ) од 4,5 г/цм3, тачка топљења од 1725 степени, топлотна проводљивост (λ) од 15,24 В/(м·К), затезна чврстоћа ( σб) од 539 МПа, издужење (δ) од 25%, скупљање пресека (ψ) од 25%, модул еластичности (Е) од 1,078×105 МПа и тврдоћа (ХБ) од 195.
1. Мала густина и висока чврстоћа: легуре титанијума високе чврстоће обично имају густину од приближно 4,5 г/цм3, што је само 60% густине челика. Чисти титанијум показује снагу упоредиву са обичним челиком, док одређене легуре титанијума високе чврстоће превазилазе снагу многих легираних конструкцијских челика. Сходно томе, легуре титанијума поседују значајно већу специфичну чврстоћу (однос чврстоће/густине) од других металних конструкцијских материјала. Ова карактеристика омогућава производњу лаких делова и компоненти са високом јединичном чврстоћом, крутошћу и издржљивошћу. Легуре титанијума налазе примену у компонентама мотора, скелетима, кожицама, причвршћивачима и стајним трапом.
2. Висока топлотна чврстоћа: легуре титанијума могу да одрже своју потребну чврстоћу на повишеним температурама, надмашујући могућности легура алуминијума за неколико стотина степени Целзијуса. Између 150 степени и 500 степени, они одржавају своју високу специфичну чврстоћу, док легуре алуминијума примећују приметан пад специфичне чврстоће на 150 степени. Легуре титанијума могу да раде на температурама до 500 степени, док су легуре алуминијума ограничене на температуре испод 200 степени.
3. Одлична отпорност на корозију: легуре титанијума показују супериорну отпорност на корозију у поређењу са нерђајућим челиком у влажној атмосфери и окружењу морске воде. Нарочито се истичу у отпорности на корозију удубљења, киселу корозију и корозију под напоном. Поред тога, легуре титанијума имају изузетну отпорност на сумпорну киселину, азотну киселину, хлориде и хлорисана органска једињења. Међутим, у смањеним условима кисеоника и соли хрома, титанијум има ниску отпорност на корозију.
4. Добре перформансе на ниским температурама: легуре титанијума задржавају своја механичка својства на ниским и ултра-ниским температурама. Одређене легуре титанијума, као што је ТА7, имају изузетне перформансе на ниским температурама и задржавају део своје пластичности чак и на -253 степени. Стога су легуре титанијума кључни структурни материјали за примену на ниским температурама.
5. Хемијска реактивност: Титан испољава значајну хемијску активност, лако реагује са кисеоником, азотом, водоником, угљен-моноксидом, угљен-диоксидом, воденом паром и гасом амонијака присутним у атмосфери. Тврди ТиЦ се формира у легурама титанијума при већем садржају угљеника (преко 0.2%). Када ТиН ступи у интеракцију са азотом на високим температурама, формира се тврди површински слој. Титанијум апсорбује кисеоник изнад 600 степени, што доводи до формирања очврслог слоја високе тврдоће. Повећан садржај водоника доводи до стварања кртљивог слоја. Дубина очврсле крхке површине узроковане апсорпцијом гаса може да достигне 0.1-0.15 мм, са степеном очвршћавања од 20%-30%. Титанијум такође показује значајан хемијски афинитет, лако стварајући приањање са површинама трења.
6. Топлотна проводљивост и модул еластичности: Титанијум поседује ниску топлотну проводљивост, отприлике једну четвртину од никла, једну петину од гвожђа и једну четвртину од алуминијума. Топлотна проводљивост различитих легура титанијума је приближно 50% нижа у поређењу са чистом титанијумом. Пошто легуре титанијума имају модул еластичности који је око половине мањи од челика, мање су круте и склоније деформацијама. Као резултат тога, треба избегавати танке шипке и компоненте са танким зидовима јер површине за сечење и обраду имају велику количину одскока — отприлике два до три пута већу од нерђајућег челика. Овај одбој може изазвати интензивно трење, приањање и хабање везивања на површини алата.
Легуре титанијума се састоје од титанијума као основног метала, допуњеног другим елементима. Постоје два типа кристалних структура титанијума - титанијум, који показује тесно збијену хексагоналну структуру испод 882 степена, и -титанијум, који поседује кубичну структуру усредсређену на тело изнад 882 степена.
Контакт:
Ако имате било каквих питања, слободно нас контактирајте. Радно време: од 8:30 до 17:30 часова
Е-маил:zhangjixia@bjygti.com
