Titano lydinių savybės

Titanas yra naujo tipo metalas, titano savybės ir anglies, azoto, vandenilio, deguonies ir kitų priemaišų kiekis, gryniausias titano jodido priemaišų kiekis ne didesnis kaip 0,1%, tačiau jo stiprumas yra mažas, didelis plastiškumas. 99,5 % pramoninio gryno titano savybės yra: tankis ρ=4,5g/cm3, lydymosi temperatūra 1800 laipsnių C, šilumos laidumo koeficientas λ=15.24W / (mK), tempiamasis stipris σb=539MPa. Pailgėjimas δ=25%, pjūvio susitraukimas ψ=25%, tamprumo modulis E=1,078×105MPa, kietumas HB195.

(1) Didelis specifinis stiprumas

Titano lydinio tankis paprastai yra maždaug 4,5 g/cm3, tik 60 % plieno, gryno titano stiprumas artimas įprasto plieno stiprumui, kai kurių didelio stiprumo titano lydinių stiprumas didesnis nei daugelio legiruotojo konstrukcinio plieno stiprumas. Todėl specifinis titano lydinių stiprumas (stiprumas / tankis) yra daug didesnis nei kitų metalinių konstrukcinių medžiagų, žr. 7-1 lentelę, gali pagaminti didelio stiprumo, gero standumo, lengvas dalis ir komponentus. Šiuo metu orlaivių variklių dalys, karkasas, oda, tvirtinimo detalės ir važiuoklė ir kt. naudojami titano lydiniams.

(2) Didelis šiluminis stiprumas

Naudojant kelis šimtus laipsnių aukštesnę temperatūrą nei aliuminio lydinys vidutinėje temperatūroje vis tiek gali išlaikyti reikiamą stiprumą, gali būti 450-500 laipsnių temperatūroje ilgalaikis šių dviejų tipų titano lydinių darbas diapazone 150 laipsnių iki 500 laipsnių vis dar turi didelį specifinį stiprumą, o aliuminio lydinys - 150 laipsnių kampu nei akivaizdus nuosmukis. Titano lydinio darbinė temperatūra gali siekti 500 laipsnių, aliuminio lydinio - žemesnė nei 200 laipsnių.

(3) Geras atsparumas korozijai

Titano lydinys drėgnoje atmosferoje ir jūros vandens terpėje veikia, jo atsparumas korozijai yra daug geresnis nei nerūdijančio plieno; taškinė, rūgštinė korozija, atsparumas įtempiams korozijai yra ypač stiprus; šarmai, chloridai, chloro organinės medžiagos, azoto rūgštis, sieros rūgštis ir kt. turi puikų atsparumą korozijai. Tačiau titanas turi redukcinį deguonį, o chromo druskos terpės atsparumas korozijai yra prastas.

(4) Geras veikimas žemoje temperatūroje

Titano lydinys žemoje ir itin žemoje temperatūroje vis tiek gali išlaikyti savo mechanines savybes. Geras veikimas žemoje temperatūroje, tarpo elementas yra labai žemo titano lydinio, pvz., TA7, -253 laipsnio taip pat gali išlaikyti tam tikrą plastiškumo laipsnį. Todėl titano lydinys taip pat yra svarbi žemos temperatūros konstrukcinė medžiaga.

(5) Puikus cheminis aktyvumas

Titano cheminis aktyvumas ir atmosfera O, N, H, CO, CO2, vandens garai, amoniakas ir kitos stiprios cheminės reakcijos. Didesnis nei 0,2 % anglies kiekis sudarys kietąjį TiC titano lydiniuose; aukštesnė temperatūra, o N vaidmuo taip pat sudarys TiN kietą paviršiaus sluoksnį; 600 laipsnių ar aukštesnėje temperatūroje titanas sugeria deguonį, sudarydamas sukietėjusį didelio kietumo sluoksnį; pakyla vandenilio kiekis, bet ir susidaro trapus sluoksnis. Dujų absorbcija ir dėl to kietas trapus paviršiaus sluoksnio gylis iki 0,1 ~ 0,15 mm, sukietėjimo laipsnis yra 20% ~ 30%. Titano cheminis afinitetas taip pat yra didelis, todėl lengvai sukimba su trinties paviršiumi.

(6) mažas šilumos laidumas, mažas elastingumo modulis

Titano šilumos laidumas λ=15.24W/(mK) yra apie 1/4 nikelio, 1/5 geležies, 1/14 aliuminio, o įvairių titano lydinių šilumos laidumas yra apie 50 % mažesnis už tą iš titano. Titano lydinio tamprumo modulis yra apie 1/2 plieno, todėl jo standumas yra menkas, lengvai deformuojamas, netinka ploniems strypams ir plonasienėms detalėms gaminti, o apdirbamo paviršiaus atšokimas pjaunant yra labai didelis, apie 2–3 kartus daugiau nei nerūdijantis plienas, todėl įrankio trintis, sukibimas ir sukibimas po pjovimo paviršiaus smarkiai susidėvi.

Titano lydinys turi didelį stiprumą ir mažą tankį, geras mechanines savybes, tvirtumą ir atsparumą korozijai yra labai geras. Be to, titano lydiniai pasižymi prastais proceso rezultatais, pjovimo ir apdirbimo sunkumais, termiškai apdorojant, labai lengvai sugeria priemaišas, tokias kaip vandenilis, deguonis, azotas ir anglis. Taip pat prastas atsparumas dilimui, gamybos procesas sudėtingas. Pramoninė titano gamyba buvo pradėta 1948 m. Aviacijos pramonės plėtros poreikius, kad titano pramonės vidutinis metinis augimo tempas būtų apie 8% plėtros. Šiuo metu pasaulyje metinė titano lydinio apdirbimo medžiagų gamyba pasiekė daugiau nei 40,000 tonų, titano lydinio – beveik 30 rūšių. Plačiausiai naudojamas titano lydinys yra Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) ir pramoninis grynas titanas (TA1, TA2 ir TA3).

Titano lydiniai daugiausia naudojami orlaivių variklių kompresorių dalims gaminti, o vėliau – raketų, raketų ir greitųjų orlaivių konstrukcinės dalys. Viduryje{1}} titanas ir jo lydiniai buvo naudojami bendrojoje pramonėje gaminant elektrodus elektrolizės pramonė, elektrinių kondensatoriai, naftos perdirbimo ir jūros vandens gėlinimo šildytuvai, aplinkos taršos kontrolės įrenginiai ir kt. Titanas ir jo lydiniai tapo savotiška atsparia medžiaga. Titanas ir jo lydiniai tapo atsparia korozijai konstrukcine medžiaga. Jis taip pat naudojamas vandenilio saugojimo medžiagoms gaminti ir atminties lydiniams formuoti.