Úvod do vlastností titánovej zliatiny
Zliatiny titánu sú triedou kovov, ktoré sa vyznačujú svojím výkonom, ktorý je ovplyvnený prítomnosťou nečistôt, ako je uhlík, dusík, vodík a kyslík. Najčistejšia forma titánu má obsah nečistôt menší ako 0,1 %, čo má za následok vysokú plasticitu, ale nízku pevnosť. Priemyselne čistý titán s čistotou 99,5 % má tieto vlastnosti: hustotu (ρ) 4,5 g/cm3, bod topenia 1725 stupňov, tepelnú vodivosť (λ) 15,24 W/(m·K), pevnosť v ťahu ( σb) 539 MPa, predĺženie (δ) 25 %, zmrštenie prierezu (ψ) 25 %, modul pružnosti (E) 1,078 x 105 MPa a tvrdosť (HB) 195.
1. Nízka hustota a vysoká pevnosť: Zliatiny titánu s vysokou pevnosťou majú zvyčajne hustotu približne 4,5 g/cm3, čo je len 60 % hustoty ocele. Čistý titán vykazuje pevnosť porovnateľnú s bežnou oceľou, zatiaľ čo niektoré vysokopevnostné zliatiny titánu prevyšujú pevnosť mnohých legovaných konštrukčných ocelí. V dôsledku toho majú zliatiny titánu výrazne vyššiu špecifickú pevnosť (pomer pevnosť/hustota) ako iné kovové konštrukčné materiály. Táto vlastnosť umožňuje výrobu ľahkých dielov a komponentov s vysokou jednotkovou pevnosťou, tuhosťou a odolnosťou. Zliatiny titánu nachádzajú uplatnenie v komponentoch motorov, kostrách, plášťoch, spojovacích materiáloch a podvozkoch.
2. Vysoká tepelná pevnosť: Zliatiny titánu si dokážu zachovať požadovanú pevnosť pri zvýšených teplotách, čím prevyšujú schopnosti hliníkových zliatin o niekoľko stoviek stupňov Celzia. Medzi 150 stupňami a 500 stupňami si zachovávajú svoju vysokú špecifickú pevnosť, zatiaľ čo hliníkové zliatiny zaznamenávajú výrazný pokles špecifickej pevnosti pri 150 stupňoch. Zliatiny titánu môžu pracovať pri teplotách do 500 stupňov, zatiaľ čo zliatiny hliníka sú obmedzené na teploty pod 200 stupňov.
3. Vynikajúca odolnosť proti korózii: Zliatiny titánu vykazujú vynikajúcu odolnosť proti korózii v porovnaní s nehrdzavejúcou oceľou vo vlhkých atmosférach a prostrediach s morskou vodou. Vynikajú najmä v odolnosti proti jamkovej korózii, kyslej korózii a korózii pod napätím. Okrem toho zliatiny titánu majú pozoruhodnú odolnosť voči kyseline sírovej, kyseline dusičnej, chloridom a chlórovaným organickým zlúčeninám. Avšak pri znížení podmienok kyslíka a chrómových solí má titán nízku odolnosť proti korózii.
4. Dobrý výkon pri nízkych teplotách: Zliatiny titánu si zachovávajú svoje mechanické vlastnosti pri nízkych a ultranízkych teplotách. Určité zliatiny titánu, ako napríklad TA7, fungujú výnimočne dobre pri nízkych teplotách a zachovávajú si časť svojej plasticity aj pri -253 stupňoch . Zliatiny titánu sú preto rozhodujúcimi konštrukčnými materiálmi pre aplikácie pri nízkych teplotách.
5. Chemická reaktivita: Titán vykazuje významnú chemickú aktivitu, ľahko reaguje s kyslíkom, dusíkom, vodíkom, oxidom uhoľnatým, oxidom uhličitým, vodnou parou a plynným amoniakom prítomným v atmosfére. Tvrdý TiC sa tvorí v zliatinách titánu pri vyššom obsahu uhlíka (nad 0,2 %). Keď TiN interaguje s dusíkom pri vysokých teplotách, vytvorí sa tvrdá povrchová vrstva. Titán absorbuje kyslík nad 60}0 stupňov, čo vedie k vytvoreniu vytvrdenej vrstvy s vysokou tvrdosťou. Zvýšený obsah vodíka vedie k vytvoreniu vrstvy skrehnutia. Hĺbka vytvrdeného krehkého povrchu spôsobená absorpciou plynu môže dosiahnuť 0.1-0,15 mm, so stupňom vytvrdenia 20 %-30 %. Titán tiež vykazuje významnú chemickú afinitu, ľahko vytvára adhéziu s trecími plochami.
6. Tepelná vodivosť a modul pružnosti: Titán má nízku tepelnú vodivosť, približne jednu štvrtinu v porovnaní s niklom, pätinu v porovnaní so železom a jednu štvrtinu v porovnaní s hliníkom. Tepelná vodivosť rôznych zliatin titánu je približne o 50 % nižšia v porovnaní s čistým titánom. Pretože zliatiny titánu majú modul pružnosti, ktorý je približne polovičný v porovnaní s oceľou, sú menej tuhé a náchylnejšie na deformáciu. V dôsledku toho je potrebné vyhnúť sa tenkým tyčiam a komponentom s tenkými stenami, pretože rezné a spracovateľské povrchy majú veľký objem odrazu – zhruba dvakrát až trikrát väčší ako nehrdzavejúca oceľ. Tento odraz môže spôsobiť intenzívne trenie, adhéziu a opotrebovanie lepením na povrchu nástroja.
Zliatiny titánu sú zložené z titánu ako základného kovu, doplneného o ďalšie prvky. Existujú dva typy kryštálových štruktúr titánu - titán, ktorý vykazuje tesne zbalenú šesťuholníkovú štruktúru pod uhlom 882 stupňov, a titán, ktorý má kubickú štruktúru sústredenú na telo nad 882 stupňov.
Kontakt:
Ak máte akékoľvek otázky, neváhajte nás kontaktovať. Pracovná doba: od 8:30 do 17:30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
