Titāna metāla īpašības un funkcijas

Titāna sakausējums ir viegls, izturīgs pret koroziju un ļoti izturīgs materiāls, un tā izmantošana viedtālruņos var uzlabot tālruņa kopējo izturību, izturību pret kritieniem un izturību pret skrāpējumiem. Tomēr titāna sakausējums ir grūti apstrādājams materiāls, un titāna sakausējuma rāmju ieviešana ir izaicinājums CNC tehnoloģijā. Kāpēc mēs domājam, ka titāna sakausējums ir grūti apstrādājams materiāls? Atpazīsim tās īpašības kopā.
Titāns ir elements ar atomskaitli 22 periodiskajā tabulā, ceturtā cikla apakšgrupas elements, ti, grupa IVB, kas ir elementu grupa, kas nav titāns, cirkonijs un hafnijs, un kuru kopīgā iezīme ir augsta kušanas temperatūra un stabilas oksīda plēves veidošanās uz tās virsmas istabas temperatūrā.
Desmit titāna īpašības
1, zems blīvums, augsta izturība, augsta īpatnējā izturība
Titāna blīvums ir 4,51 g/cm3, 57% tērauda, ​​titāns ir mazāk nekā divas reizes smagāks par alumīniju, trīs reizes stiprāks par alumīniju. Titāna sakausējuma īpatnējā stiprība (stiprības/blīvuma attiecība) parasti tiek izmantota rūpnieciskajos sakausējumos ar lielāko (sk. 1. tabulu), titāna sakausējuma īpatnējā stiprība ir 3,5 reizes lielāka nekā nerūsējošā tērauda, ​​alumīnija sakausējuma īpatnējā izturība ir 1,3 reizes lielāka nekā magnija sakausējumiem, 1,7 reizes, tāpēc tā ir aviācijas un kosmosa rūpniecība ir būtiska materiāla struktūrai.
2, lieliska izturība pret koroziju
Titāna pasivitāte ir atkarīga no oksīda plēves klātbūtnes, kurai ir daudz labāka izturība pret koroziju oksidējošā vidē nekā reducējošajā vidē. Reducējošā vidē notiek liela korozija. Titāns nerūsē dažās kodīgās vidēs, piemēram, jūras ūdenī, mitrā hlora gāzē, hlorīta un hipohlorīta šķīdumos, slāpekļskābē, hromskābē, metālu hlorīdos, sulfīdos un organiskās skābēs. Tomēr vidēs, kas reaģē ar titānu, veidojot ūdeņradi (piemēram, sālsskābi un sērskābi), titānam parasti ir liels korozijas ātrums. Taču, ja skābei pievieno nelielu daudzumu oksidētāja, uz titāna virsmas izveidosies pasivācijas plēve. Tāpēc titāns ir izturīgs pret koroziju stiprā sērskābes-slāpekļskābes vai sālsskābes-slāpekļskābes maisījumos un pat sālsskābē, kas satur brīvu hloru. Titāna aizsargājošā oksīda plēve bieži veidojas, metālam saskaroties ar ūdeni, pat nelielos ūdens vai ūdens tvaiku daudzumos. Ja titāns tiek pakļauts spēcīgi oksidējošai videi, pilnīgi bez ūdens, notiek strauja oksidēšanās un bieži notiek vardarbīgas reakcijas, pat spontāna aizdegšanās. Šādas parādības ir notikušas, titānam reaģējot ar kūpošo slāpekļskābi, kas satur slāpekļa oksīda pārpalikumu, un titānam reaģējot ar sausu hlora gāzi. Tāpēc, lai novērstu šādas reakcijas, ir nepieciešams noteikts ūdens daudzums.

3, laba karstumizturība
Parasti alumīnijs 150 grādu leņķī, nerūsējošais tērauds 310 grādu leņķī, kas ir sākotnējās veiktspējas zudums, un titāna sakausējums aptuveni 500 grādos joprojām saglabā labas mehāniskās īpašības. Kad gaisa kuģa ātrums sasniedz 2,7 reizes lielāku skaņas ātrumu, gaisa kuģa konstrukcijas virsmas temperatūra sasniedz 230 grādus, alumīnija un magnija sakausējumus nevar izmantot, savukārt titāna sakausējumi var atbilst prasībām. Titāna karstumizturība ir laba, to izmanto aviācijas dzinēja kompresora diskam un lāpstiņai, kā arī lidmašīnas aizmugurējās fizelāžas apvalkam.
4, laba veiktspēja zemā temperatūrā
Dažu titāna sakausējumu (piemēram, Ti-5AI-2.5SnELI) stiprība, samazinoties temperatūrai un palielinoties, bet plastiskums nav daudz samazināts, joprojām ir laba elastība un stingrība zemās temperatūrās, piemērota izmantot īpaši zemā temperatūrā. Var izmantot sausā šķidrā ūdeņraža un šķidrā skābekļa raķešu dzinējos vai pilotējamos kosmosa kuģos, lai izmantotu īpaši zemas temperatūras konteinerus un uzglabāšanas tvertnes.
5, nemagnētisks
Titāns ir nemagnētisks, to izmanto zemūdeņu čaulās, neizraisīs mīnu sprādzienu.
6, maza siltumvadītspēja
Titāna siltumvadītspēja ir maza, tikai 1/5 no tērauda, ​​alumīnija 1/13, vara 1/25. slikta siltumvadītspēja ir titāna trūkums, taču dažos gadījumos jūs varat izmantot šo titāna īpašību.
7, zems elastības modulis
Titāna elastības modulis ir tikai 55% no tērauda, ​​jo kā konstrukcijas materiālam zems elastības modulis ir trūkums.
8, stiepes izturība un tecēšanas izturība ir ļoti tuvu
Ti-6AI-4V titāna sakausējuma stiepes izturība 960 MPa, tecēšanas robeža 892 MPa, atšķirība starp abiem ir tikai 58 MPa.
9, titānu ir viegli oksidēt augstā temperatūrā
Titāna un ūdeņraža-skābekļa kombinācija ir spēcīga, mums jāpievērš uzmanība, lai novērstu oksidēšanos un ūdeņraža absorbciju. Titāna metināšana jāveic argona aizsardzībā, lai novērstu piesārņojumu. Titāna caurules un plāksnes ir termiski jāapstrādā vakuumā, titāna kalumi termiski jāapstrādā, lai kontrolētu mikrooksidējošo atmosfēru.
10, zema amortizācijas pretestība
Titāns un citi metāla materiāli (varš, tērauds), kas izgatavoti no tādas pašas formas un izmēra kā pulkstenis, ar tādu pašu spēku, lai klauvētu katru pulksteni, atklās, ka pulkstenis, kas izgatavots no titāna, svārstās līdz ilgas skaņas signālam, ti, caur pulkstenim dotā enerģija nav viegli pazūd, tāpēc mēs sakām, ka titāna amortizācijas veiktspēja ir zema.