טיטניום ותכונותיו

טיטניום הוא יסוד כימי מתכתי, סמל כימי Ti, מספר אטומי 22, שייך למתכות לא ברזליות נדירות עקשן.

תכונות טיטניום והפחמן, המימן, החמצן וזיהומים אחרים הכלול, תכולת הטומאה הטהורה ביותר של יוד טיטניום של לא יותר מ-0.1%, אבל החוזק שלה נמוך, פלסטיות גבוהה. מאפייני טיטניום טהור תעשייתי של 99.5% הם: צפיפות P=4.5g/cm3, נקודת התכה של 1800 מעלות צלזיוס, מוליכות תרמית λ=15.24W / (MK), חוזק מתיחה σ b {{10} }MPa, התארכות: δ=25%, התארכות חתך: δ =25%, התכווצות מקטעψ=25%, מגע אלסטי E=1.078×105MPa, קשיות HB195.

טיטניום היא מתכת מעבר לכסף-לבן, המאופיינת בצפיפות נמוכה, נקודת התכה גבוהה, חוזק ספציפי גבוה, עמידות בפני קורוזיה, ביצועי טמפרטורות גבוהות ונמוכות, לא מגנטית, לא רעילה, תואמת ביולוגית. ביניהם, ביצועי החוזק הגבוה בולטים במיוחד, חוזק סגסוגת טיטניום חוזק גבוה ופלדה חוזק גבוה, אך הצפיפות היא כמעט מחצית מהקטנה. בנוסף, לטיטניום ולסגסוגות יש גם זיכרון צורות, מוליכות-על ואחסון מימן ומאפיינים נוספים.

תכונות טיטניום

חוזק גבוה: פי 1.3 מסגסוגות אלומיניום, פי 1.6 מסגסוגות מגנזיום, פי 3.5 מזה של נירוסטה, אלופת חומרי המתכת. צפיפות סגסוגת טיטניום היא בדרך כלל סביב 4.5 גרם/סמ"ק, רק 60% מפלדה, החוזק של טיטניום טהור קרוב לחוזק של פלדה רגילה, סגסוגת טיטניום בעלת חוזק גבוה עולה על החוזק של פלדה מבנית מסגסוגת רבות, ולכן סגסוגות טיטניום מאשר החוזק (חוזק/צפיפות) גדול בהרבה מחומרי מבנה מתכתיים אחרים, יכול להיות עשוי מיחידה בעלת חוזק גבוה, קשיחות, חלקים ורכיבים קלים, בחלקי המבנה של מנוע המטוס, שלד, עור, במבנה מנוע המטוס, שלד , עור, מחברים וציוד נחיתה וכו' משמשים סגסוגת טיטניום.

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 צלזיוס של עבודה לטווח ארוך.

עמידות בפני קורוזיה טובה: עמיד בפני קורוזיה חומצה, אלקלית ואטמוספרית, עם עמידות חזקה במיוחד בפני קורוזיה ומתח. סגסוגת טיטניום באטמוספירה הלחה ותקשורת מי ים עובדת, עמידות בפני קורוזיה טובה בהרבה מפלדת אל חלד; עמידות בפני קורוזיה, קורוזיה בחומצה, עמידות בפני קורוזיה חזקה במיוחד, פריטים אורגניים של אלקלי, כלוריד, כלור, חומצה חנקתית, חומצה גופרתית וכו' בעלי עמידות מצוינת בפני קורוזיה, אך לטיטניום יש עמידות בפני קורוזיה מפחיתה של חמצן ומלח כרום.

ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה: סגסוגת טיטניום TA7 עם יסודות ביניים נמוכים מאוד יכולה לשמור על רמה מסוימת של פלסטיות ב--253 מעלות. סגסוגת טיטניום בטמפרטורות נמוכות ונמוכות במיוחד, עדיין יכולה לשמור על המאפיינים המכניים שלה, ביצועים בטמפרטורה נמוכה טובים, האלמנטים הביניים של סגסוגת הטיטניום הנמוכה מאוד, כגון TA7, ב--253 מעלות C יכולים גם לשמור על רמה מסוימת של פלסטיות, ולכן תעשיית סגסוגת הטיטניום היא חומר מבני חשוב בטמפרטורה נמוכה.

פעילות כימית: פעילות כימית גבוהה בטמפרטורות גבוהות, בקלות עם מימן, חמצן וזיהומים גזים אחרים באוויר תגובה כימית ליצירת שכבה מוקשה. הפעילות הכימית של טיטניום היא גדולה, והאטמוספירה O, N, H, CO, CO2, אדי מים, אמוניה וכו' לייצר תגובה כימית חזקה. כאשר תכולת הפחמן גדולה מ-0.2%, יווצר TiC קשה בסגסוגת הטיטניום; בטמפרטורות גבוהות יותר, שכבת משטח קשה TiN תיווצר על ידי פעולה עם N. מעל 600 מעלות, טיטניום סופג חמצן ליצירת שכבה מוקשה בעלת קשיות גבוהה; העלייה בתכולת המימן תיצור גם שכבה מפוררת. עומק שכבת פני השטח הקשה והשבירה הנובעת מספיגת הגז יכול להיות עד 0.1-0.15 מ"מ, עם דרגת התקשות של 20-30%. הזיקה הכימית של טיטניום היא גם גדולה, קלה עם תופעת ההידבקות שנוצרת על ידי משטח החיכוך.

מוליכות תרמית קטנה, מגע אלסטי קטן: מוליכות תרמית של טיטניום λ=15.2W / (M, K) היא בערך 1/4 של ניקל, ברזל 5/1, אלומיניום 1/14, ומגוון סגסוגות טיטניום מאשר מקדם מוליכות תרמית של טיטניום של מוליכות תרמית של סגסוגת טיטניום כ-50% למטה, סגסוגות טיטניום, מגע אלסטי כ-1/2 מהפלדה, כך שהקשיחות שלה ירודה, קלה לעיוות, לא מתאימה לייצור מוטות ארוכים ודקים חלקים בעלי דופן דקה, חיתוך, עיבוד משטח הריבאונד גדול, בערך 2-3 פעמים, מה שגורם למשטח להיצמד למשטח החיכוך. פלדת אל חלד 2-3 פעמים, וכתוצאה מכך חיכוך עז, הידבקות, בלאי מליטה של ​​משטח הלהב האחורי של הכלי.