Uvod u svojstva legure titana
Legure titana su klasa metala, karakterizirana njihovom izvedbom na koju utječe prisutnost nečistoća kao što su ugljik, dušik, vodik i kisik. Najčišći oblik titana ima sadržaj nečistoća manji od 0,1%, što rezultira visokom plastičnošću, ali niskom čvrstoćom. Industrijski čisti titan, čistoće 99,5%, pokazuje sljedeća svojstva: gustoću (ρ) od 4,5 g/cm3, talište od 1725 stupnjeva, toplinsku vodljivost (λ) od 15,24 W/(m·K), vlačnu čvrstoću ( σb) od 539 MPa, istezanje (δ) od 25%, skupljanje presjeka (ψ) od 25%, modul elastičnosti (E) od 1,078×105 MPa i tvrdoća (HB) od 195.
1. Mala gustoća i velika čvrstoća: Legure titana visoke čvrstoće obično imaju gustoću od približno 4,5 g/cm3, što je samo 60% gustoće čelika. Čisti titan pokazuje čvrstoću usporedivu s običnim čelikom, dok određene legure titana visoke čvrstoće premašuju čvrstoću mnogih legiranih konstrukcijskih čelika. Posljedično, legure titana posjeduju znatno veću specifičnu čvrstoću (omjer čvrstoća/gustoća) od ostalih metalnih konstrukcijskih materijala. Ova karakteristika omogućuje proizvodnju laganih dijelova i komponenti visoke jedinične čvrstoće, krutosti i izdržljivosti. Legure titana nalaze primjenu u komponentama motora, kosturima, oblogama, pričvršćivačima i stajnom trapu.
2. Visoka toplinska čvrstoća: Legure titana mogu zadržati svoju potrebnu čvrstoću na povišenim temperaturama, nadmašujući sposobnosti aluminijskih legura za nekoliko stotina Celzijevih stupnjeva. Između 150 stupnjeva i 500 stupnjeva zadržavaju svoju visoku specifičnu čvrstoću, dok aluminijske legure bilježe značajan pad specifične čvrstoće na 150 stupnjeva. Legure titana mogu raditi na temperaturama do 500 stupnjeva, dok su legure aluminija ograničene na temperature ispod 200 stupnjeva.
3. Izvrsna otpornost na koroziju: Legure titana pokazuju superiornu otpornost na koroziju u usporedbi s nehrđajućim čelikom u vlažnoj atmosferi i okruženju s morskom vodom. Osobito se ističu u otpornosti na rupičastu koroziju, kiselinsku koroziju i naponsku koroziju. Osim toga, legure titana imaju izvanrednu otpornost na sumpornu kiselinu, dušičnu kiselinu, kloride i klorirane organske spojeve. Međutim, u uvjetima smanjene količine kisika i soli kroma, titan ima nisku otpornost na koroziju.
4. Dobra izvedba na niskim temperaturama: Legure titana zadržavaju svoja mehanička svojstva na niskim i ultraniskim temperaturama. Određene legure titana, kao što je TA7, rade izuzetno dobro na niskim temperaturama i zadržavaju dio svoje plastičnosti čak i na -253 stupnju. Stoga su legure titana ključni strukturni materijali za niske temperature.
5. Kemijska reaktivnost: Titan pokazuje značajnu kemijsku aktivnost, lako reagira s kisikom, dušikom, vodikom, ugljičnim monoksidom, ugljičnim dioksidom, vodenom parom i plinom amonijakom prisutnim u atmosferi. Tvrdi TiC nastaje u legurama titana pri većem sadržaju ugljika (preko 0,2%). Kada TiN međudjeluje s dušikom na visokim temperaturama, stvara se tvrdi površinski sloj. Titan apsorbira kisik iznad 600 stupnjeva, što rezultira stvaranjem otvrdnutog sloja visoke tvrdoće. Povećani sadržaj vodika dovodi do stvaranja sloja krtosti. Dubina otvrdnute krhke površine uzrokovane apsorpcijom plina može doseći 0.1-0.15 mm, sa stupnjem otvrdnuća od 20%-30%. Titan također pokazuje značajan kemijski afinitet, lako stvara adheziju s tarnim površinama.
6. Toplinska vodljivost i modul elastičnosti: Titan ima nisku toplinsku vodljivost, otprilike jednu četvrtinu od nikla, jednu petinu od željeza i jednu četvrtinu od aluminija. Toplinska vodljivost različitih legura titana približno je 50% manja u usporedbi s onom čistog titana. Budući da legure titana imaju modul elastičnosti koji je otprilike upola manji od čelika, manje su krute i sklonije su deformacijama. Kao rezultat toga, treba izbjegavati tanke šipke i komponente s tankim stijenkama jer površine za rezanje i obradu imaju veliku količinu povratnog volumena—otprilike dva do tri puta više od nehrđajućeg čelika. Ovaj odskok može uzrokovati intenzivno trenje, adheziju i trošenje na površini alata.
Legure titana sastoje se od titana kao osnovnog metala, dopunjenog drugim elementima. Postoje dvije vrste kristalnih struktura titana - titan, koji pokazuje tijesno pakiranu heksagonalnu strukturu ispod 882 stupnja, i -titan, koji posjeduje kubičnu strukturu usredotočenu na tijelo iznad 882 stupnja.
Kontakt:
Ako imate pitanja, slobodno nam se obratite. Radno vrijeme: od 8:30 do 17:30 sati
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
