Titán a jeho vlastnosti

Titán je kovový chemický prvok, chemická značka Ti, atómové číslo 22, patrí medzi žiaruvzdorné vzácne neželezné kovy.

Vlastnosti titánu a obsiahnutý uhlík, vodík, kyslík a iné nečistoty, najčistejší obsah nečistôt jodid titánu nie viac ako 0,1 %, ale jeho pevnosť je nízka, vysoká plasticita. Vlastnosti 99,5 % priemyselného čistého titánu sú: hustota P=4,5g/cm3, bod topenia 1800 stupňov C, tepelná vodivosť λ=15,24W / (MK), pevnosť v ťahu σ b {{10} }MPa, predĺženie: δ=25%, prierezové predĺženie: δ =25%, zmrštenie prierezuψ=25%, elastický dotyk E=1.078×105MPa, tvrdosť HB195.

Titán je strieborno-biely prechodný kov, ktorý sa vyznačuje nízkou hustotou, vysokým bodom topenia, vysokou špecifickou pevnosťou, odolnosťou proti korózii, vysokou a nízkou teplotou, nemagnetický, netoxický, biokompatibilný. Medzi nimi je obzvlášť prominentná vysoká pevnosť, pevnosť zliatiny titánu s vysokou pevnosťou a vysokopevná oceľ, ale hustota je takmer polovičná. Okrem toho majú titán a zliatiny aj tvarovú pamäť, supravodivosť a skladovanie vodíka a ďalšie charakteristiky.

Vlastnosti titánu

Vysoká pevnosť: 1,3-krát väčšia ako v prípade zliatin hliníka, 1,6-krát väčšia ako v prípade zliatin horčíka, 3,5-krát väčšia ako v prípade nehrdzavejúcej ocele, šampióna v oblasti kovových materiálov. Hustota zliatiny titánu je vo všeobecnosti okolo 4,5 g/cm3, iba 60 % ocele, pevnosť čistého titánu je blízka pevnosti obyčajnej ocele, niektoré vysokopevnostné zliatiny titánu prevyšujú pevnosť mnohých legovaných konštrukčných ocelí, takže zliatiny titánu ako pevnosť (sila / hustota) je oveľa väčšia ako u iných kovových konštrukčných materiálov, môže byť vyrobená z jednotky vysokej pevnosti, húževnatosti, ľahkých častí a komponentov, v konštrukčných častiach motora lietadla, kostra, koža, v konštrukcii leteckého motora, kostra , koža, upevňovacie prvky a podvozok atď. sa používajú zliatiny titánu.

Vysoká tepelná pevnosť: pri použití teploty hliníkovej zliatiny je o niekoľko stoviek stupňov vyššia, v strednej teplote môže stále udržiavať požadovanú pevnosť, môže byť pri teplote 450-500 stupňov C pri dlhodobej práci.

Dobrá odolnosť proti korózii: odolná voči kyselinovej, alkalickej a atmosférickej korózii, s obzvlášť silnou odolnosťou proti jamkovej a stresovej korózii. Zliatina titánu vo vlhkej atmosfére a médiá s morskou vodou fungujú, iná odolnosť proti korózii je oveľa lepšia ako nehrdzavejúca oceľ; jamková korózia, korózia spôsobená kyselinou, odolnosť proti korózii pod napätím je obzvlášť silná, alkálie, chloridy, organické látky chlóru, kyselina dusičná, kyselina sírová atď. majú vynikajúcu odolnosť proti korózii, ale titán má redukujúci obsah kyslíka a odolnosť voči korózii médií chrómových solí je slabá.

Dobrý výkon pri nízkych teplotách: titánová zliatina TA7 s veľmi nízkymi intersticiálnymi prvkami si môže zachovať určitý stupeň plasticity pri -253 stupni. Zliatina titánu pri nízkych a ultranízkych teplotách si stále dokáže zachovať svoje mechanické vlastnosti, výkon pri nízkych teplotách je dobrý, intersticiálne prvky zliatiny s veľmi nízkym obsahom titánu, ako je TA7, si pri -253 stupňoch C môžu tiež zachovať určitý stupeň plasticity, takže priemysel zliatiny titánu je dôležitým nízkoteplotným konštrukčným materiálom.

Chemická aktivita: vysoká chemická aktivita pri vysokých teplotách, ľahko s vodíkom, kyslíkom a inými plynnými nečistotami vo vzduchu chemická reakcia na vytvorenie vytvrdenej vrstvy. Chemická aktivita titánu je veľká a atmosféra O, N, H, CO, CO2, vodná para, amoniak atď. spôsobuje silnú chemickú reakciu. Keď je obsah uhlíka väčší ako 0,2 %, v zliatine titánu sa vytvorí tvrdý TiC; pri vyšších teplotách sa pôsobením N vytvorí tvrdá povrchová vrstva TiN. Nad 60}0 stupňov titán absorbuje kyslík a vytvorí vytvrdenú vrstvu s vysokou tvrdosťou; zvýšenie obsahu vodíka tiež vytvorí skrehnutú vrstvu. Hĺbka tvrdej a krehkej povrchovej vrstvy, ktorá je výsledkom absorpcie plynu, môže byť až 0.{5}},15 mm, so stupňom vytvrdnutia 20-30 %. Chemická afinita titánu je tiež veľká, jednoduchá vďaka javu priľnavosti, ktorý vytvára trecí povrch.

Tepelná vodivosť je malá, elastický dotyk malý: tepelná vodivosť titánu λ=15.2W / (M, K) je približne 1/4 niklu, železa 5/1, hliníka 1/14 a rôznych zliatin titánu než koeficient tepelnej vodivosti titánu tepelná vodivosť zliatiny titánu asi 50% dole, zliatiny titánu, elastický dotyk asi 1/2 ocele, takže jeho tuhosť je slabá, ľahko sa deformuje, nie je vhodná na výrobu dlhých tenkých tyčí a tenkostenné diely, rezanie, obrábanie povrch odrazu je veľký, asi 2-3-krát, čo spôsobuje priľnutie povrchu k treciemu povrchu. Nehrdzavejúca oceľ 2-3-krát, čo má za následok intenzívne trenie, adhéziu a opotrebovanie lepením povrchu zadnej čepele nástroja.