תכונות וניתוח טיטניום

תכונות עמידות בחום של טיטניום

בדרך כלל אלומיניום ב-150 מעלות, נירוסטה ב-310 מעלות כלומר אובדן הביצועים המקוריים, בעוד סגסוגת טיטניום ב-500 ~ 600 מעלות לערך עדיין שומרת על תכונות מכניות טובות. כאשר מהירות המטוס מגיעה ל-2.7 מאך, טמפרטורת פני השטח של מבנה המטוס מגיעה ל-230 מעלות, לא ניתן להשתמש בסגסוגות אלומיניום וסגסוגות מגנזיום, בעוד סגסוגות טיטניום יכולות לעמוד בדרישות. הביצועים עמידים בחום של טיטניום טובים, הוא משמש לדיסקים ולהבים מדחסים של מנוע מטוסים ולעור גוף המטוס האחורי של המטוס.

ביצועי טיטניום בטמפרטורה נמוכה

כמה סגסוגות טיטניום (כגון Ti-5Al-2.5SnELI) חוזק עם הפחתת הטמפרטורה ועלייה, אבל הפלסטיות של ההפחתה היא לא גדולה, בטמפרטורות נמוכות עדיין יש גמישות וקשיחות טובה, מתאים לשימוש בטמפרטורות נמוכות במיוחד. יכול לשמש עבור מימן נוזלי, מנועי רקטות חמצן נוזלי, או בחללית מאוישת עבור מיכלים ומיכלי אחסון בטמפרטורה נמוכה במיוחד.

מגנטיות טיטניום והשימוש בה

הטיטניום עצמו אינו מגנטי, סגסוגות טיטניום שאינן מכילות ברזל הן גם אינן מגנטיות, כך שהוא יכול למעשה למנוע הפרעות מגנטיות. בשימוש בגוף צוללות, זה לא יגרום לפיצוץ מוקשים. מלבד השימוש בהגנה לאומית, חיל האוויר וייצור נשק, הוא נמצא בשימוש נרחב גם בהנדסת רכבות, תקשורת, תעופה וחלל, תעופה, מעבדות היי-טק, בתי חולים (סריקה, רנטגן, הדמיית תהודה מגנטית, אלקטרוקרדיוגרפיה, תמונת קרני קתודה צינור), רפואה, תעשייה גרעינית, תהודה מגנטית גרעינית, ספקטרומטר מגנטי, מגנט טסלה גבוה, עבודה חיצונית, בניית רציפים, צלילה, תעשייה כימית, כיבוי אש, התפלת מי ים, בניית ספינות, פלטפורמות נפט וגז מהחוף, תעשיית מלח , וכו.

מוליכות תרמית של טיטניום

הפוטנציאל של סגסוגת טיטניום הוא קצב קטן, כלומר, התחממות מהירה, העברת חום איטית, המוליכות התרמית שלה היא רק 1/5 של פלדה, 1/13 של אלומיניום, 1/25 של נחושת. מוליכות תרמית ירודה היא חסרון של טיטניום, אך במקרים מסוימים ניתן לנצל אותו בטיטניום בתכונה זו.

מודול האלסטיות של טיטניום

מודול האלסטיות של טיטניום הוא רק חצי מזה של פלדה, ומודול האלסטיות הנמוך שלו הוא חיסרון בשימוש כחומר מבני, מה שמקל על הגמישה.

חוזק מתיחה וחוזק תפוקה של טיטניום

לסגסוגת טי-6Al-4V טיטניום יש חוזק מתיחה של 960MPa וחוזק תפוקה של 892MPa, בהפרש של 58MPa בלבד. מאפיין זה מביא לריבאונד של טיטניום במהלך העיבוד, שעליו יש להתגבר.

טיטניום בטמפרטורות גבוהות

טיטניום עם מימן, חמצן, כוח קשר חזק, עלינו לשים לב למניעת חמצון וספיגת מימן, ריתוך טיטניום צריך להתבצע תחת הגנת ארגון למניעת זיהום. צינור וגיליון טיטניום צריכים להיות מטופלים בחום תחת ואקום, טיטניום חישול טיפול חום כדי לשלוט באטמוספרה המחמצנת.

תכונות נגד שיכוך טיטניום והשימוש בו

טיטניום וחומרי מתכת אחרים (נחושת, פלדה) העשויים מאותה צורה וגודל של הפעמון, עם אותו כוח להכות בפעמון אחר, מצאנו שהשעון העשוי מטיטניום מתנודד עד הצליל מחזיק מעמד לאורך זמן, כלומר, על ידי לחיצה על האנרגיה הניתנת לפעמון לא קל להיעלם, מה שאומר שביצועי שיכוך טיטניום נמוכים, השימוש בטיטניום לייצור מגוון כלי נגינה.

שלוש פונקציות מיוחדות של טיטניום וסגסוגות טיטניום

פונקציית זיכרון הצורה של טיטניום, פונקציית מוליכות-על ופונקציית ספיגת המימן ידועות כשלושת הפונקציות המיוחדות של טיטניום וסגסוגות טיטניום.

פונקציית זיכרון צורה של טיטניום

חלק מסוים של סגסוגת Ti-Ni יכול לשחזר את צורתו המקורית בטמפרטורה מסוימת, מה שאומר שיש לה פונקציה של זיכרון צורה, וחומר זה נקרא סגסוגת זיכרון צורה. כיום, סגסוגות זיכרון צורות נמצאות בשימוש נרחב בתעופה וחלל, ספינות, כלי נשק, יישומים רפואיים ותעשייתיים.

מוליכות-על של טיטניום

כאשר הטמפרטורה תרד לאפס המוחלט, החוט העשוי מסגסוגת Nb-Ti יאבד את ההתנגדות שלו ויהפוך למוליך-על. כאשר כל זרם גדול מועבר דרך החוט, הוא אינו מתחמם, ואין צריכת אנרגיה, כך ש-Nb-Ti ידוע כחומר מוליך-על.

פונקציית ספיגת מימן של טיטניום

לחלק מסוים מסגסוגת Ti-Fe יש את היכולת לספוג כמויות גדולות של מימן. על ידי שימוש בתכונה זו, ניתן לאחסן מימן בבטחה, ובתנאים מסוימים, ניתן להשתמש בסגסוגת Ti-Fe גם לשחרור מימן, מה שהופך את השימוש בגלילי פלדה בלחץ גבוה בנוסף לאגירת מימן לאפשרות נוספת. תכונה זו נקראת פונקציית ספיגת המימן של טיטניום, וחומרים בעלי פונקציה זו נקראים חומרי אגירת אנרגיה.