Karakteristike i primjena titanijuma i legura titana
Karakteristike i primjena titanijuma i legura titana
Čisti titanijum ima nisku čvrstoću i visoku tačku topljenja, ali ima visoku specifičnu čvrstoću, dobru plastičnost i žilavost pri niskim temperaturama, dobru otpornost na koroziju i lak je za obradu i oblikovanje. Čisti titanijum ima odličnu otpornost na koroziju u atmosferi i morskoj vodi, a stabilan je u sumpornoj kiselini, hlorovodoničnoj kiselini, azotnoj kiselini i drugim medijima. Kako se čistoća titana smanjuje, čvrstoća se povećava, a plastičnost uvelike opada.
Ima izuzetno visoku hemijsku aktivnost i snažno reaguje sa Cl, O, S, C, N itd. (na visokim temperaturama). U tečnom stanju reaguje sa skoro svim loncima osim ThO2. Može se topiti samo u vakuumskoj elektrolučnoj peći.
Dobra zavarljivost; dobre performanse štancanja; ali slaba otpornost na habanje; nizak modul elastičnosti (120 GPa), oko 54% gvožđa; niska toplotna provodljivost i koeficijent linearnog širenja. Njegova toplotna provodljivost je nekoliko puta manja od željeza, a podložan je temperaturnim gradijentima i termičkom naprezanju tokom upotrebe.
Dodavanje legirajućih elemenata čistom titanijumu poboljšava i jača njegova svojstva kako bi se formirala titanijumska legura, koja ima visoku čvrstoću, otpornost na toplotu i otpornost na koroziju. Ima nemagnetna svojstva, niske karakteristike prigušenja zvučnih talasa i vibracija, dobru biokompatibilnost i kompatibilan je sa ugljenikom. Kompozitni materijali imaju dobru kompatibilnost i imaju odlična svojstva kao što su supravodljiva svojstva, memorija oblika i svojstva apsorpcije vodika. Međutim, oni imaju i neke nedostatke, kao što su teška vruća obrada, slab učinak hladnog rada, loša obradivost rezanja i slaba otpornost na habanje.
Klasifikacija legure titanijuma: -Legura titanijuma ima dobre performanse pri visokim temperaturama (<500℃), good structural stability, and good weldability. It is the main component of heat-resistant titanium alloy, but it cannot be strengthened by heat treatment, has low strength at room temperature, and low plasticity;
legura titana: visoka čvrstoća na sobnoj temperaturi, može se ojačati toplinskom obradom, ali struktura nije dovoljno stabilna; performanse zavarivanja su loše;
β-titanium alloy and near-β titanium alloy: have good plastic processing properties (quick cooling to obtain β structure), high mechanical properties (strength can be improved through aging), and have the greatest potential for the development of high-strength (tensile strength >1400-1500MPa) legure titanijuma. legure, ali je strukturna stabilnost loša i radna temperatura je niža od 200 stepeni
Trenutno, samo plastika ojačana karbonskim vlaknima ima veću specifičnu čvrstoću od legura titanijuma, a legure titana su metalni materijali sa najvećom specifičnom čvrstoćom. Zbog toga se naziva i "svemirskim metalom", što je glavni razlog zašto se titanijumska legura široko koristi u avio industriji. Na primjer, u avionskim motorima legure titana se obično koriste kao diskovi kompresora, lopatice kompresora, poklopci motora, kućišta komore za izgaranje i mlazne cijevi.
Područja primjene titanijuma i titanijumskih legura
Vazduhoplovstvo: komponente mlaznih motora, komponente trupa, rakete, sateliti, projektili i druge komponente
Lopatice kompresora i ventilatora, diskovi, kućišta, vodilice, osovine, stajni trap, zakrilci, spojleri, motori
Gondola, pregrade, krila, rezervoari za gorivo, pojačivači
Hemija, petrohemija i opća industrija: elektrolizatori, reaktori, pare za hlor-alkalnu, natrijumsku sodu, plastiku, petrohemiju, metalurgiju, proizvodnju soli i druge industrije
Destilacijske kolone, koncentratori, separatori, izmjenjivači topline, cijevi, elektrode itd.
Brod: trup podmornice pod pritiskom, propeler, propeler vodenog mlaza, sistem za izmjenu topline morske vode, brodska pumpa (ventili i cijevi)
Pomorski inženjering: cjevovodi za desalinizaciju morske vode, pumpe, ventili, cijevni spojevi za bušenje nafte na moru, itd.
Biomedicina: veštački zglobovi, veštački zubni implantati i ortodoncija, pejsmejkeri, kardiovaskularni stentovi, hirurški instrumenti, itd.
Sportska oprema: glave za golf, teniski reketi, reketi za badminton, štapovi za bilijar, štapovi za planinarenje, skijaški štapovi, klizaljke itd.
Svakodnevne potrepštine: okviri za čaše, satovi, štake, štapovi za pecanje, kuhinjski pribor, kutije za digitalne proizvode, rukotvorine, ukrasi itd.
Izgradnja: Krovovi, vanjski zidovi, ukrasi, znakovi, ograde, cijevi, itd. zgrada
Automobili: automobilski sistemi izduvnih gasova i prigušivača, nosive opruge, klipnjače i vijci, itd.
