Titanium on uudentyyppinen metalli. Titaanin suorituskyky liittyy epäpuhtauksien, kuten hiilen, typen, vedyn ja hapen pitoisuuteen. Puhtain titaaniumjodidin epäpuhtauspitoisuus ei ylitä 0. 1%, mutta sen lujuus on alhainen ja sen plastisuus on korkea. 99,5%: n teollisuuden puhdasta titaanin ominaisuuksia ovat: tiheys ρ=4. 5g \/ cm3, sulatuspiste 1725 aste C, lämmönjohtavuus λ=15. 24w \/ (mk), vetolujuus σb=539 mpa, elungation Δ=25%, leikkaus ψ ivoi ivoi ivoi ivoi,=25%.=25%, elastinen moduuli e=1. 078 × 105MPA, kovuus HB195.
Titaniumseoksen tiheys on yleensä noin 4,51 g \/ cm3, mikä on vain 60% teräksestä. Puhtaan titaanin tiheys on lähellä tavallisen teräksen tiheää. Jotkut erittäin lujuuden titaaniseokset ylittävät monien seoksen rakenneteräksien lujuuden. Siksi titaaniseoksen spesifinen lujuus (lujuus \/ tiheys) on paljon suurempi kuin muiden metallirakenteellisten materiaalien. Katso taulukko 7-1, joka voi tuottaa osia, joilla on korkea yksikkölujuus, hyvä jäykkyys ja kevyt. Ilma -aluksen moottorin komponentit, luuranko, iho, kiinnittimet ja laskutelineet ovat kaikki valmistettu titaaniseoksesta.
Lämmön voimakkuus
Käyttölämpötila on useita satoja asteita korkeampi kuin alumiiniseoksissa, ja vaadittu lujuus voidaan ylläpitää kohtalaisissa lämpötiloissa. Kaksi titaaniseostyyppiä voivat toimia pitkään lämpötilassa 450 - 500 astetta C. Kaksi tyyppiä titaaniseoksia ovat edelleen erittäin korkeat välillä 150 - 500 astetta C. Erityinen lujuus, kun taas alumiini -seoksen erityinen lujuus laski merkittävästi 150 asteen C. Titaniumseoksen työlämpötila voi saavuttaa 500 asteen, kun taas alumiiniseoksen alapuolella on 200 astetta.
Hyvä korroosionkestävyys
Titaaniseos toimii kosteassa ilmakehässä ja meriveden väliaineessa, ja sen korroosionkestävyys on paljon parempi kuin ruostumattomasta teräksestä. Se on erityisen resistentti pistämis-, happo- ja stressikorroosiolle; Orgaanisilla esineillä, kuten alkali, kloridi ja kloori, typpihappo ja rikkihappo jne., On erinomainen korroosionkestävyys. Titaanilla on kuitenkin huono vastustuskyky happea ja kromisuolan väliaineiden vähentämiselle.
Hyvä matalan lämpötilan suorituskyky
Titaaniseokset voivat ylläpitää mekaanisia ominaisuuksiaan alhaisissa ja erittäin matalissa lämpötiloissa. Matalan lämpötilan ominaisuudet, titaaniseokset, joilla on erittäin alhaiset interstitiaaliset elementit, kuten TA7, voivat silti ylläpitää tietyn plastisuuden astetta -253 asteessa C. Siksi titaaniseos on myös tärkeä matalan lämpötilan rakennemateriaali.
Korkea kemiallinen aktiivisuus
Titaanilla on suuri kemiallinen aktiivisuus ja se tuottaa voimakkaan kemiallisen reaktion ilmakehän O, N, H, CO: n, CO2: n, vesihöyryn, ammoniakin jne. Suuremmissa lämpötiloissa se muodostaa myös kovan tinan pintakerroksen vuorovaikutuksessa N: n kanssa; 6 0 0 aste C tai korkeampi, titaani absorboi happea muodostaen kovettuneen kerroksen, jolla on korkea kovuus; Lisääntynyt vetypitoisuus muodostaa myös hauran kerroksen. Absorboivalla kaasulla tuotettu kova ja hauras pintakerros voi saavuttaa 0,1 - 0,15 mm syvyyden ja kovettuvan asteen 20 - 30%. Titaanilla on myös suuri kemiallinen affiniteetti ja se on taipuvainen tarttumaan kitkapintoihin.
Alhainen lämmönjohtavuus
Titaanin lämmönjohtavuus on 15,24W\/(MK) on noin 1\/4 nikkeliä, 1\/5 raudasta, 1\/14 alumiinista, ja erilaisten titaaniseosten lämmönjohtavuus on noin 50% pienempi kuin titaani. Titaaniseoksen joustava moduuli on noin 1\/2 teräksen, joten sen jäykkyys on huono ja se on helppo muodostaa. Ei ole sopivaa tehdä hoikkaa sauvoja ja ohuen seinäisiä osia. Koneistetun pinnan jouset leikkauksen aikana on suuri, noin 2–3 kertaa, aiheuttaen vakavaa kitkaa, tarttuvuutta ja hankausta työkalun kyljellä.
Käyttää
- Titaaniseoksella on suuri lujuus ja pieni tiheys, hyvät mekaaniset ominaisuudet, hyvä sitkeys ja korroosionkestävyys. Lisäksi titaaniseoksella on huono prosessin suorituskyky ja sitä on vaikea leikata. Kuumassa prosessoinnissa on erittäin helppoa absorboida epäpuhtauksia, kuten vety, typpi, typpi ja hiili. On myös huono hankausvastus ja monimutkaiset tuotantoprosessit. Titaniumin teollisuustuotanto alkoi vuonna 1948. Ilmailualan kehitys on saanut titaaniteollisuuden kasvamaan keskimäärin noin 8%: n vuotuisella kasvunopeudella. Maailman titaaniseoksen jalostettujen materiaalien vuotuinen tuotanto on saavuttanut yli 40, 000 tonnia, lähes 30 tyyppisissä titaaniseosluokissa. Yleisimmin käytetyt titaaniseokset ovat ti -6 al -4 v (tc4), ti -5 al -2. 5SN (TA7) ja Industrial Pure Titanium (TA1, TA2 ja TA3).
- Titaaniseoksia käytetään pääasiassa lentokoneiden moottorin kompressorin osien valmistukseen, mitä seuraa raketit, ohjukset ja nopea lentokoneiden rakenteelliset osat. -1960 keskuksessa titaani ja sen seoksia on käytetty yleisellä teollisuudessa elektrolyyttisen teollisuuden elektrodien valmistukseen, voimalaitosten lauhduttimiin, lämmittimiin öljyn puhdistamiseen ja suolanpoistoon sekä ympäristön pilaantumisenhallintalaitteisiin. Titaanista ja sen seoksista on tullut korroosiokestävä rakenteellista materiaalia. Sitä käytetään myös vedyn varastointimateriaalien tuottamisessa ja muistiseosten muotoilussa.
- Kiina aloitti tutkimuksen titaani- ja titaaniseoksista vuonna 1956; Titaanimateriaalien teollisuustuotanto aloitettiin -1960}} ja kehitys TB2 -seoksiksi.
- Titanium seos on uusi tärkeä rakenteellinen materiaali, jota käytetään ilmailualan teollisuudessa. Sen ominaispaino, lujuus ja käyttölämpötila ovat alumiinin ja teräksen välillä, mutta se on vahvempi kuin alumiini ja teräs ja sillä on erinomainen vastus meriveden korroosiolle ja erittäin alhaiselle lämpötilan suorituskyvylle. Vuonna 1950 Yhdysvallat käytti ensin F -84 hävittäjäpommittajaa ei-kuormittavan komponentin, kuten takaosan rungon lämmönsuoja, ilmapuhelimen ja hännän kannen. 1960-luvulla titaaniseosten käyttö siirtyi takaosasta keskimmäiseen runkoon ja korvattiin osittain rakenteelliset teräs laipioiden, palkkien, läpäten ja muiden tärkeiden kuormituskomponenttien valmistamiseksi. Titaaniseosten käyttö sotilaslentokoneissa on lisääntynyt nopeasti ja saavuttaa 20–25% lentokoneiden rakenteen painosta. 1970 -luvulta lähtien siviililentokoneet ovat alkaneet käyttää suurta määrää titaaniseoksia. Esimerkiksi Boeing 747 -matkustajalentokone käyttää yli 3640 kg titaania. Titaani lentokoneille, joiden MACH -numerot ovat suurempia kuin 2,5, käytetään pääasiassa teräksen korvaamiseen rakenteellisen painon vähentämiseksi. Toisessa esimerkissä Yhdysvaltain SR -71 korkean korkean nopeuden tiedustelulentokoneet (lentävä mach-luku 3 ja lentävä korkeus 26212 metriä), titaanin osuus lentokoneiden rakenteen painosta 93% ja tunnetaan "all-tiitanium" -lentokoneina. Kun aero-moottorien työntösuhde nostetaan 4: stä 6: een 8: een 10: een ja kompressorin poistolämpötila nousee vastaavasti 200: sta 300: een C-asteeseen 500-600 asteeseen C, on käytettävä alkuperäistä matalapaineisia kompressorilevyjä ja alumiinista tehdyt terät. Vaihda titaaniseoksiin tai käytä titaaniseoksia ruostumattoman teräksen sijasta korkeapainekompressorilevyjen ja terien valmistamiseksi rakenteellisen painon vähentämiseksi. 1970 -luvulla Aero -moottoreissa käytetyn titaaniseoksen määrän osuus rakenteen kokonaispainosta oli 20–30%. Sitä käytettiin pääasiassa kompressorikomponenttien, kuten taotettujen titaanipuhaltimien, kompressorilevyjen ja terien, titaanikompressorikotelon ja välittäjäkotelon, laakerin kotelon, valmistukseen, avaruusaluksella käytetään pääasiassa suurta erityislujuutta, korroosionkestävyyttä ja titaanilähetysten, instrumenttien, instrumenttien, kehysten, kehysten ja kehysten, frondien ja kehysten alhaisen lämpötilankestävyyttä. Keinotekoiset maa -satelliitit, kuunmoduulit, miehitetyt avaruusalukset ja avaruussukkailut käyttävät myös titaaniseoslevyn hitsauksia.