Εισαγωγή στις ιδιότητες του κράματος τιτανίου
Τα κράματα τιτανίου είναι μια κατηγορία μετάλλων, που χαρακτηρίζονται από την απόδοσή τους, η οποία επηρεάζεται από την παρουσία ακαθαρσιών όπως ο άνθρακας, το άζωτο, το υδρογόνο και το οξυγόνο. Η πιο καθαρή μορφή τιτανίου έχει περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες μικρότερη από 0,1%, με αποτέλεσμα υψηλή πλαστικότητα αλλά χαμηλή αντοχή. Το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο, με καθαρότητα 99,5%, εμφανίζει τις ακόλουθες ιδιότητες: πυκνότητα (ρ) 4,5 g/cm3, σημείο τήξης 1725 μοίρες, θερμική αγωγιμότητα (λ) 15,24 W/(m·K), αντοχή σε εφελκυσμό ( σb) 539 MPa, επιμήκυνση (δ) 25%, συρρίκνωση τομής (ψ) 25%, μέτρο ελαστικότητας (E) 1,078×105 MPa και σκληρότητα (HB) 195.
1. Χαμηλή πυκνότητα και υψηλή αντοχή: Τα κράματα τιτανίου υψηλής αντοχής έχουν συνήθως πυκνότητα περίπου 4,5 g/cm3, η οποία είναι μόνο 60% εκείνη του χάλυβα. Το καθαρό τιτάνιο παρουσιάζει αντοχή συγκρίσιμη με τον συνηθισμένο χάλυβα, ενώ ορισμένα κράματα τιτανίου υψηλής αντοχής ξεπερνούν την αντοχή πολλών δομικών χάλυβων από κράμα. Κατά συνέπεια, τα κράματα τιτανίου έχουν σημαντικά υψηλότερη ειδική αντοχή (λόγος αντοχής/πυκνότητας) από άλλα μεταλλικά δομικά υλικά. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει την παραγωγή ελαφρών εξαρτημάτων και εξαρτημάτων με υψηλή αντοχή, ακαμψία και ανθεκτικότητα μονάδας. Τα κράματα τιτανίου βρίσκουν εφαρμογές σε εξαρτήματα κινητήρα, σκελετούς, δέρματα, συνδετήρες και εξοπλισμό προσγείωσης.
2. Υψηλή θερμική αντοχή: Τα κράματα τιτανίου μπορούν να διατηρήσουν την απαιτούμενη αντοχή τους σε υψηλές θερμοκρασίες, ξεπερνώντας τις δυνατότητες των κραμάτων αλουμινίου κατά αρκετές εκατοντάδες βαθμούς Κελσίου. Μεταξύ 150 μοιρών και 500 μοιρών, διατηρούν την υψηλή ειδική αντοχή τους, ενώ τα κράματα αλουμινίου παρατηρούν μια αξιοσημείωτη πτώση της ειδικής αντοχής στους 150 βαθμούς. Τα κράματα τιτανίου μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασίες έως 500 βαθμούς, ενώ τα κράματα αλουμινίου περιορίζονται σε θερμοκρασίες κάτω από 200 βαθμούς.
3. Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση: Τα κράματα τιτανίου παρουσιάζουν ανώτερη αντοχή στη διάβρωση σε σύγκριση με τον ανοξείδωτο χάλυβα σε υγρές ατμόσφαιρες και περιβάλλοντα θαλασσινού νερού. Διαπρέπουν ιδιαίτερα στην αντίσταση στη διάβρωση με λακκούβες, στην όξινη διάβρωση και στη διάβρωση λόγω καταπόνησης. Επιπλέον, τα κράματα τιτανίου έχουν αξιοσημείωτη αντοχή στο θειικό οξύ, το νιτρικό οξύ, τα χλωρίδια και τις χλωριωμένες οργανικές ενώσεις. Ωστόσο, στη μείωση των συνθηκών οξυγόνου και άλατος χρωμίου, το τιτάνιο έχει χαμηλή αντίσταση στη διάβρωση.
4. Καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία: Τα κράματα τιτανίου διατηρούν τις μηχανικές τους ιδιότητες σε χαμηλές και εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Ορισμένα κράματα τιτανίου, όπως το TA7, έχουν εξαιρετικά καλή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες και διατηρούν μέρος της πλαστικότητάς τους ακόμη και σε -253 βαθμούς . Ως εκ τούτου, τα κράματα τιτανίου είναι ζωτικής σημασίας δομικά υλικά για εφαρμογές σε χαμηλές θερμοκρασίες.
5. Χημική αντιδραστικότητα: Το τιτάνιο παρουσιάζει σημαντική χημική δράση, αντιδρώντας εύκολα με οξυγόνο, άζωτο, υδρογόνο, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμούς και αέρια αμμωνία που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα. Το σκληρό TiC σχηματίζεται σε κράματα τιτανίου με υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα (πάνω από 0.2%). Όταν το TiN αλληλεπιδρά με το άζωτο σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζεται ένα σκληρό επιφανειακό στρώμα. Το τιτάνιο απορροφά οξυγόνο πάνω από 600 βαθμούς, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ένα σκληρυμένο στρώμα με υψηλή σκληρότητα. Η αυξημένη περιεκτικότητα σε υδρογόνο οδηγεί στο σχηματισμό ενός στρώματος ευθραυστότητας. Το βάθος της σκληρυμένης εύθραυστης επιφάνειας που προκαλείται από την απορρόφηση αερίου μπορεί να φτάσει τα 0.1-0,15 mm, με βαθμό σκλήρυνσης 20%-30%. Το τιτάνιο παρουσιάζει επίσης σημαντική χημική συγγένεια, σχηματίζοντας εύκολα πρόσφυση με τις επιφάνειες τριβής.
6. Θερμική αγωγιμότητα και μέτρο ελαστικότητας: Το τιτάνιο έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, περίπου το ένα τέταρτο αυτής του νικελίου, το ένα πέμπτο αυτής του σιδήρου και το ένα τέταρτο του αλουμινίου. Η θερμική αγωγιμότητα των διαφορετικών κραμάτων τιτανίου είναι περίπου 50% χαμηλότερη σε σύγκριση με αυτή του καθαρού τιτανίου. Επειδή τα κράματα τιτανίου έχουν μέτρο ελαστικότητας που είναι περίπου το μισό από αυτόν του χάλυβα, είναι λιγότερο άκαμπτα και πιο επιρρεπή σε παραμόρφωση. Ως αποτέλεσμα, οι λεπτές ράβδοι και τα εξαρτήματα με λεπτά τοιχώματα πρέπει να αποφεύγονται, καθώς οι επιφάνειες κοπής και επεξεργασίας έχουν μεγάλο όγκο αναπήδησης - περίπου δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερο από αυτόν του ανοξείδωτου χάλυβα. Αυτή η ανάκαμψη μπορεί να προκαλέσει έντονη τριβή, πρόσφυση και φθορά συγκόλλησης στην επιφάνεια του εργαλείου.
Τα κράματα τιτανίου αποτελούνται από τιτάνιο ως βασικό μέταλλο, συμπληρωμένο με άλλα στοιχεία. Υπάρχουν δύο τύποι κρυσταλλικών δομών τιτανίου - το τιτάνιο, το οποίο παρουσιάζει μια κλειστή εξαγωνική δομή κάτω από τις 882 μοίρες και το τιτάνιο, το οποίο έχει μια κυβική δομή με κέντρο πάνω από 882 μοίρες.
Επικοινωνία:
Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας. Ώρες λειτουργίας: 8:30 π.μ. έως 17:30 μ.μ
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ:zhangjixia@bjygti.com
