Johdatus titaaniseoksen ominaisuuksiin
Titaaniseokset ovat metalliluokka, jolle on tunnusomaista niiden suorituskyky, johon vaikuttavat epäpuhtaudet, kuten hiili, typpi, vety ja happi. Titaanin puhtaimman muodon epäpuhtauspitoisuus on alle 0,1 %, mikä johtaa korkeaan plastisuuteen mutta alhaiseen lujuuteen. Teollinen puhdas titaani, jonka puhtaus on 99,5 %, ja sillä on seuraavat ominaisuudet: tiheys (ρ) 4,5 g/cm3, sulamispiste 1725 astetta, lämmönjohtavuus (λ) 15,24 W/(m·K), vetolujuus ( σb) 539 MPa, venymä (δ) 25%, poikkileikkauskutistuma (ψ) 25%, kimmokerroin (E) 1,078 × 105 MPa ja kovuus (HB) 195.
1. Matalatiheys ja suuri lujuus: Suurilujien titaaniseosten tiheys on tyypillisesti noin 4,5 g/cm3, mikä on vain 60 % teräksen tiheydestä. Puhdas titaani on lujuudeltaan verrattavissa tavalliseen teräkseen, kun taas tietyt erittäin lujat titaaniseokset ylittävät monien seostettujen rakenneterästen lujuuden. Näin ollen titaaniseoksilla on huomattavasti suurempi ominaislujuus (lujuus/tiheyssuhde) kuin muilla metallirakennemateriaaleilla. Tämä ominaisuus mahdollistaa kevyiden osien ja komponenttien valmistuksen, joilla on korkea yksikkölujuus, jäykkyys ja kestävyys. Titaaniseokset löytyvät sovelluksista moottorin osissa, rungoissa, kuorissa, kiinnikkeissä ja laskutelineissä.
2. Korkea lämpölujuus: Titaaniseokset voivat säilyttää vaaditun lujuutensa korkeissa lämpötiloissa, ylittäen alumiiniseosten ominaisuudet useilla sadoilla celsiusasteilla. 150 asteen ja 500 asteen välillä ne säilyttävät korkean ominaislujuutensa, kun taas alumiiniseosten ominaislujuus laskee huomattavasti 150 asteessa. Titaaniseokset voivat toimia jopa 500 asteen lämpötiloissa, kun taas alumiiniseokset on rajoitettu alle 200 asteen lämpötiloihin.
3. Erinomainen korroosionkestävyys: Titaaniseokset kestävät paremmin ruostumatonta terästä kosteissa olosuhteissa ja merivesiympäristöissä. Ne kestävät erityisesti pistekorroosiota, happokorroosiota ja jännityskorroosiota. Lisäksi titaaniseokset kestävät erinomaisesti rikkihappoa, typpihappoa, klorideja ja kloorattuja orgaanisia yhdisteitä. Alhaisissa happi- ja kromisuolaolosuhteissa titaanilla on kuitenkin alhainen korroosionkestävyys.
4. Hyvä suorituskyky matalissa lämpötiloissa: Titaaniseokset säilyttävät mekaaniset ominaisuutensa matalissa ja erittäin matalissa lämpötiloissa. Tietyt titaaniseokset, kuten TA7, toimivat poikkeuksellisen hyvin alhaisissa lämpötiloissa ja säilyttävät osan plastisuudestaan jopa -253 asteessa. Näin ollen titaaniseokset ovat tärkeitä rakennemateriaaleja matalan lämpötilan sovelluksissa.
5. Kemiallinen reaktiivisuus: Titaanilla on merkittävä kemiallinen aktiivisuus, ja se reagoi helposti ilmakehän hapen, typen, vedyn, hiilimonoksidin, hiilidioksidin, vesihöyryn ja ammoniakkikaasun kanssa. Titaaniseoksiin muodostuu kovaa TiC:tä korkeammissa hiilipitoisuuksissa (yli 0,2 %). Kun TiN on vuorovaikutuksessa typen kanssa korkeissa lämpötiloissa, muodostuu kova pintakerros. Titaani imee happea yli 600 astetta, jolloin muodostuu kovetettu kerros, jonka kovuus on korkea. Lisääntynyt vetypitoisuus johtaa haurastumiskerroksen muodostumiseen. Kaasun absorption aiheuttaman kovettuneen hauraan pinnan syvyys voi olla 0.1-0,15 mm, kovettumisaste 20 %-30%. Titaanilla on myös merkittävä kemiallinen affiniteetti, jolloin se tarttuu helposti kitkapintoihin.
6. Lämmönjohtavuus ja kimmomoduuli: Titaanilla on alhainen lämmönjohtavuus, noin neljäsosa nikkelin, viidennes raudan ja neljäsosa alumiinin lämmönjohtavuudesta. Erilaisten titaaniseosten lämmönjohtavuus on noin 50 % alhaisempi kuin puhtaan titaanin. Koska titaaniseosten kimmokerroin on noin puolet teräksestä, ne ovat vähemmän jäykkiä ja alttiimpia muodonmuutoksille. Tämän seurauksena ohuita tankoja ja ohutseinäisiä komponentteja on vältettävä, koska leikkaus- ja työstöpinnoilla on suuri palautustilavuus – noin kaksi tai kolme kertaa enemmän kuin ruostumaton teräs. Tämä pomppiminen voi aiheuttaa voimakasta kitkaa, adheesiota ja liimauksen kulumista työkalun pinnalle.
Titaaniseokset koostuvat titaanista perusmetallina, jota on täydennetty muilla alkuaineilla. On olemassa kahdenlaisia titaanikiderakenteita - titaani, jolla on tiiviisti pakattu kuusikulmainen rakenne alle 882 astetta, ja -titaani, jolla on runkokeskeinen kuutiorakenne yli 882 astetta.
Ottaa yhteyttä:
Jos sinulla on kysyttävää, ota meihin yhteyttä. Työajat: 8.30-17.30
Sähköposti:zhangjixia@bjygti.com
