מאפיינים של סגסוגות טיטניום

טיטניום הוא סוג חדש של מתכת, תכונות טיטניום ותכולת פחמן, חנקן, מימן, חמצן וזיהומים אחרים, תכולת הטומאה הטהורה ביותר של יוד טיטניום של לא יותר מ-0.1%, אך החוזק שלה נמוך, פלסטיות גבוהה. מאפייני טיטניום טהור תעשייתי של 99.5% הם: צפיפות ρ=4.5g/cm3, נקודת התכה של 1800 מעלות צלזיוס, מקדם מוליכות תרמית λ=15.24W / (mK), חוזק המתיחה של σb=539MPa. התארכות δ=25%, כיווץ חתך ψ=25%, מודול האלסטיות E=1.078×105MPa, קשיות HB195.

(1) חוזק ספציפי גבוה

צפיפות סגסוגת טיטניום היא בדרך כלל 4.5g/cm3 לערך, רק 60% מפלדה, חוזק טיטניום טהור קרוב לחוזק של פלדה רגילה, כמה סגסוגות טיטניום בעלות חוזק גבוה יותר מאשר חוזק פלדה מבנית מסגסוגת רבות. לכן, החוזק הספציפי של סגסוגות טיטניום (חוזק / צפיפות) גדול בהרבה מחומרי מבנה מתכת אחרים, ראה טבלה 7-1, יכולים לייצר יחידה בעלת חוזק גבוה, קשיחות טובה, חלקים ורכיבים קלים. נכון לעכשיו רכיבי מנוע מטוסים, שלד, עור, מחברים וציוד נחיתה וכו' משתמשים בסגסוגות טיטניום.

(2) חוזק תרמי גבוה

השימוש בטמפרטורה מאשר סגסוגת האלומיניום בכמה מאות מעלות גבוה יותר בטמפרטורה הבינונית עדיין יכול לשמור על החוזק הנדרש, יכול להיות בטמפרטורה של 450-500 מעלות עבודה לטווח ארוך של שני סוגי סגסוגות טיטניום אלו בטווח של 150 מעלות עד 500 מעלות עדיין יש חוזק ספציפי גבוה, וסגסוגת אלומיניום ב 150 מעלות מאשר חוזק הירידה הברורה. טמפרטורת העבודה של סגסוגת טיטניום יכולה להגיע ל-500 מעלות, סגסוגת האלומיניום היא מתחת ל-200 מעלות.

(3) עמידות בפני קורוזיה טובה

סגסוגת טיטניום באטמוספירה הלחה ותקשורת מי ים עובדת, עמידות הקורוזיה שלה טובה בהרבה מפלדת אל חלד; פיתול, קורוזיה חומצה, עמידות בפני קורוזיה מתח חזקה במיוחד; פריטים אורגניים של אלקלי, כלוריד, כלור, חומצה חנקתית, חומצה גופרתית וכו' בעלי עמידות מצוינת בפני קורוזיה. אבל לטיטניום יש חומרי חמצן מפחיתים ועמידות המדיה לקורוזיה של מלח כרום גרועה.

(4) ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה

סגסוגת טיטניום בטמפרטורה נמוכה ובטמפרטורה נמוכה במיוחד, עדיין יכולה לשמור על התכונות המכניות שלה. ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה, אלמנט הפער הוא סגסוגת טיטניום נמוכה מאוד, כגון TA7, ב--253 מעלות יכול גם לשמור על מידה מסוימת של פלסטיות. לכן, סגסוגת טיטניום היא גם חומר מבני חשוב בטמפרטורה נמוכה.

(5) פעילות כימית גדולה

הפעילות הכימית של טיטניום, והאטמוספירה O, N, H, CO, CO2, אדי מים, אמוניה ותגובות כימיות חזקות אחרות. תכולת פחמן גדולה מ-0.2%, תיצור TiC קשה בסגסוגות טיטניום; טמפרטורה גבוהה יותר, ותפקיד N יהוו גם שכבת משטח קשה TiN; ב-600 מעלות או יותר, טיטניום סופג חמצן ליצירת שכבה מוקשה בעלת קשיות גבוהה; תכולת המימן עולה, אלא גם היווצרות שכבת שבירה. ספיגת גז ועומק שכבת פני השטח השבירה הקשה המתקבלת של עד 0.1 ~ 0.15 מ"מ, מידת ההתקשות היא 20% ~ 30%. הזיקה הכימית של טיטניום היא גם גדולה, קלה לייצור הידבקות עם משטח החיכוך.

(6) מוליכות תרמית קטנה, מודול גמישות קטן

המוליכות התרמית של טיטניום λ=15.24W/(mK) היא בערך 1/4 של ניקל, 1/5 של ברזל, 1/14 של אלומיניום, וסגסוגות טיטניום שונות בעלות מוליכות תרמית של כ-50% פחות מזה. של טיטניום. מודול האלסטיות של סגסוגת טיטניום הוא בערך 1/2 מפלדה, כך שהקשיחות שלה גרועה, קלה לעיוות, לא מתאימה לייצור מוטות דקים וחלקים דקים, והחזרה של המשטח המעובד בעת חיתוך גדול מאוד, בערך פי 2 עד 3 מפלדת אל-חלד, וכתוצאה מכך חיכוך עז, הידבקות ובלאי מליטה של ​​הכלי לאחר משטח החותך.

לסגסוגת טיטניום חוזק גבוה וצפיפות נמוכה, תכונות מכניות טובות, קשיחות ועמידות בפני קורוזיה טובה מאוד. בנוסף, לסגסוגות טיטניום יש ביצועי תהליך גרועים, קשיי חיתוך ועיבוד שבבי, בעיבוד תרמי, קל מאוד לספוג זיהומים כמו מימן, חמצן, חנקן ופחמן. יש גם עמידות בפני שחיקה ירודה, תהליך הייצור מורכב. הייצור המתועש של טיטניום החל בשנת 1948. הצרכים של תעשיית התעופה לפיתוח, כך שתעשיית הטיטניום לקצב צמיחה שנתי ממוצע של כ-8% פיתוח. נכון לעכשיו, התפוקה השנתית בעולם של חומרי עיבוד סגסוגת טיטניום הגיעה ליותר מ-40,000 טון, כמעט 30 סוגים של סגסוגת טיטניום. סגסוגת הטיטניום הנפוצה ביותר היא Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) וטיטניום טהור תעשייתי (TA1, TA2 ו- TA3).

סגסוגות טיטניום משמשות בעיקר לייצור חלקי מדחס למנועי מטוסים, ואחריהם חלקי מבנה עבור רקטות, טילים ומטוסים מהירים. באמצע ה-1960ים, טיטניום וסגסוגותיו יושמו בתעשייה הכללית לייצור אלקטרודות עבור תעשיית האלקטרוליזה, מעבים לתחנות כוח, תנורי חימום לבתי זיקוק והתפלת מי ים וכן מכשירים לבקרת זיהום סביבתי וכו'. טיטניום וסגסוגותיו הפכו למעין חומר עמיד. טיטניום וסגסוגותיו הפכו לחומר מבני עמיד בפני קורוזיה. הוא משמש גם לייצור חומרים לאחסון מימן ולעצב סגסוגות זיכרון.