Eigenschappen en functies van titaniummetaal

Titaniumlegering is een lichtgewicht, corrosiebestendig en zeer sterk materiaal, en de resulterende toepassing op smartphones kan de algehele sterkte, valweerstand en krasbestendigheid van de telefoon verbeteren. Titaniumlegering is echter een moeilijk te verwerken materiaal en de introductie van randen van titaniumlegering is een uitdaging in de CNC-technologie. Waarom denken we dat titaniumlegering een moeilijk te bewerken materiaal is? Laten we samen de eigenschappen ervan herkennen.
Titanium is een element met atoomnummer 22 in het periodiek systeem, een subgroepelement van de vierde cyclus, dat wil zeggen groep IVB, een groep andere elementen dan titanium, zirkonium en hafnium, waarvan het gemeenschappelijke kenmerk een hoog smeltpunt is en de vorming van een stabiele oxidefilm op het oppervlak bij kamertemperatuur.
1, lage dichtheid, hoge sterkte, specifieke sterkte
De titaniumdichtheid is 4,51 g/cm3, 57% staal, titanium is minder dan twee keer zwaarder dan aluminium, drie keer sterker dan aluminium. De specifieke sterkte van titaniumlegeringen (sterkte / dichtheidsverhouding) is de grootste van de veelgebruikte industriële legeringen (zie tabel 1), de specifieke sterkte van titaniumlegeringen is 3,5 keer die van roestvrij staal, aluminiumlegeringen 1,3 keer die van magnesiumlegeringen 1,7 keer, dus het zijn essentiële structurele materialen voor de lucht- en ruimtevaartindustrie.
2, uitstekende corrosieweerstand
De passiviteit van titanium hangt af van de aanwezigheid van een oxidefilm, die een veel betere corrosieweerstand heeft in oxiderende media dan in reducerende media. Corrosie met hoge snelheid treedt op in reducerende media. Titanium corrodeert niet in sommige corrosieve media, zoals zeewater, nat chloorgas, chloriet- en hypochlorietoplossingen, salpeterzuur, chroomzuur, metaalchloriden, sulfiden en organische zuren. In media die met titanium reageren om waterstof te produceren (bijvoorbeeld zoutzuur en zwavelzuur), heeft titanium echter gewoonlijk een hoge corrosiesnelheid. Als er echter een kleine hoeveelheid oxidatiemiddel aan het zuur wordt toegevoegd, zal er zich een passivatiefilm vormen op het oppervlak van titanium. Daarom is titanium corrosiebestendig in sterk zwavelzuur-salpeterzuur of zoutzuur-salpeterzuurmengsels, en zelfs in zoutzuur dat vrij chloor bevat. De beschermende oxidefilm van titanium wordt vaak gevormd wanneer het metaal in aanraking komt met water, zelfs in kleine hoeveelheden water of waterdamp. Als titanium wordt blootgesteld aan een sterk oxiderende omgeving in volledige afwezigheid van water, vindt er snelle oxidatie plaats en treden vaak gewelddadige reacties en zelfs zelfontbranding op. Dergelijke verschijnselen hebben zich voorgedaan wanneer titanium reageert met rokend salpeterzuur dat een overmaat aan stikstofoxide bevat, en wanneer titanium reageert met droog chloorgas. Daarom is een bepaalde hoeveelheid water nodig om dergelijke reacties te voorkomen.
3, goede hittebestendigheid
Meestal aluminium op 150 graden, roestvrij staal op 310 graden, dat is het verlies van de oorspronkelijke prestaties, en titaniumlegering op 500 graden of zo behouden nog steeds goede mechanische eigenschappen. Wanneer de vliegtuigsnelheid 2,7 maal de geluidssnelheid bereikt, bereikt de oppervlaktetemperatuur van de vliegtuigconstructie 230 graden, aluminiumlegeringen en magnesiumlegeringen kunnen niet worden gebruikt, terwijl titaniumlegeringen aan de eisen kunnen voldoen. De hittebestendigheid van titanium is goed; het wordt gebruikt voor de compressorschijf en het blad van vliegtuigmotoren en voor de huid van de achterste romp van het vliegtuig.
4, goede prestaties bij lage temperaturen
Bepaalde titaniumlegeringen (zoals Ti-5AI-2.5SnELI) sterkte met de verlaging van de temperatuur en toename, maar de plasticiteit wordt niet veel verminderd, hebben nog steeds een goede ductiliteit en taaiheid bij lage temperaturen, geschikt voor gebruik bij ultra-lage temperaturen. Kan worden gebruikt in raketmotoren voor droge vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof, of in bemande ruimtevaartuigen voor containers en opslagdozen met ultralage temperaturen.
5, niet-magnetisch
Titanium is niet-magnetisch, het wordt gebruikt in onderzeeërgranaten en veroorzaakt geen explosie van mijnen.
6, kleine thermische geleidbaarheid
De thermische geleidbaarheid van titanium is klein, slechts 1/5 van staal, aluminium 1/13, koper 1/25. slechte thermische geleidbaarheid is een nadeel van titanium, maar in sommige gevallen kunt u deze eigenschap van titanium gebruiken.
7, lage elasticiteitsmodulus
De elasticiteitsmodulus van titanium bedraagt ​​slechts 55% van die van staal; als structureel materiaal is de lage elasticiteitsmodulus een nadeel.
8, treksterkte en vloeigrens zijn zeer dichtbij
Ti-6AI-4V-treksterkte van titaniumlegering van 960 MPa, vloeigrens van 892 MPa, het verschil tussen de twee is slechts 58 MPa.
9, titanium wordt gemakkelijk geoxideerd bij hoge temperaturen
Titanium met een sterke combinatie van waterstof en zuurstof moeten we opletten om oxidatie en waterstofopname te voorkomen. Titaniumlassen moet worden uitgevoerd onder argonbescherming om verontreiniging te voorkomen. Titaniumbuizen en -platen moeten onder vacuüm met warmte worden behandeld, terwijl titaniumsmeedstukken een warmtebehandeling ondergaan om de micro-oxiderende atmosfeer onder controle te houden.
10, lage dempingsweerstand
Titanium en andere metalen materialen (koper, staal) gemaakt van dezelfde vorm en grootte van de klok, met dezelfde kracht om op elke klok te kloppen, zullen merken dat de klok van titanium oscilleert tot het geluid van een lange tijd, dat wil zeggen door middel van de energie die aan de klok wordt gegeven, is niet gemakkelijk te verdwijnen, dus we zeggen dat de dempingsprestaties van titanium laag zijn.