Introduksjon til Titanium Alloy Properties
Titanlegeringer er en klasse av metaller, preget av deres ytelse, som er påvirket av tilstedeværelsen av urenheter som karbon, nitrogen, hydrogen og oksygen. Den reneste formen for titan har et urenhetsinnhold på mindre enn 0,1 %, noe som resulterer i høy plastisitet, men lav styrke. Industrielt rent titan, med en renhet på 99,5 %, viser følgende egenskaper: tetthet (ρ) på 4,5 g/cm3, smeltepunkt på 1725 grader, termisk ledningsevne (λ) på 15,24 W/(m·K), strekkfasthet ( σb) på 539 MPa, forlengelse (δ) på 25 %, seksjonskrymping (ψ) på 25 %, elastisitetsmodul (E) på 1,078×105 MPa og en hardhet (HB) på 195.
1. Lav tetthet og høy styrke: Titanlegeringer med høy styrke har typisk en tetthet på omtrent 4,5 g/cm3, som bare er 60 % av stålets. Rent titan viser en styrke som kan sammenlignes med vanlig stål, mens visse høyfaste titanlegeringer overgår styrken til mange legerte konstruksjonsstål. Følgelig har titanlegeringer en betydelig høyere spesifikk styrke (styrke/tetthetsforhold) enn andre metallkonstruksjonsmaterialer. Denne egenskapen tillater produksjon av lette deler og komponenter med høy enhetsstyrke, stivhet og holdbarhet. Titanlegeringer finner anvendelse i motorkomponenter, skjeletter, skinn, festemidler og landingsutstyr.
2. Høy termisk styrke: Titanlegeringer kan opprettholde sin nødvendige styrke ved høye temperaturer, og overgå egenskapene til aluminiumslegeringer med flere hundre grader Celsius. Mellom 150 grader og 500 grader opprettholder de sin høye spesifikke styrke, mens aluminiumslegeringer ser en merkbar nedgang i spesifikk styrke ved 150 grader. Titanlegeringer kan operere ved temperaturer opp til 500 grader, mens aluminiumslegeringer er begrenset til temperaturer under 200 grader.
3. Utmerket korrosjonsbestandighet: Titanlegeringer viser overlegen korrosjonsmotstand sammenlignet med rustfritt stål i fuktige atmosfærer og sjøvannsmiljøer. De utmerker seg spesielt i å motstå gropkorrosjon, syrekorrosjon og spenningskorrosjon. I tillegg har titanlegeringer bemerkelsesverdig motstand mot svovelsyre, salpetersyre, klorider og klorerte organiske forbindelser. Imidlertid har titan lav korrosjonsmotstand under avtagende oksygen- og kromsaltforhold.
4. God lavtemperaturytelse: Titanlegeringer beholder sine mekaniske egenskaper ved lave og ultralave temperaturer. Visse titanlegeringer, som TA7, yter eksepsjonelt godt ved lave temperaturer og beholder noe av plastisiteten selv ved -253 grader . Derfor er titanlegeringer viktige strukturelle materialer for lavtemperaturapplikasjoner.
5. Kjemisk reaktivitet: Titan viser betydelig kjemisk aktivitet, og reagerer lett med oksygen, nitrogen, hydrogen, karbonmonoksid, karbondioksid, vanndamp og ammoniakkgass i atmosfæren. Hard TiC dannes i titanlegeringer ved høyere karboninnhold (over 0,2 %). Når TiN interagerer med nitrogen ved høye temperaturer, dannes et hardt overflatelag. Titan absorberer oksygen over 600 grader, noe som resulterer i dannelsen av et herdet lag med høy hardhet. Økt hydrogeninnhold fører til dannelse av et sprøhetslag. Dybden på den herdede sprø overflaten forårsaket av gassabsorpsjon kan nå 0,1-0,15 mm, med en herdegrad på 20%-30%. Titan viser også en betydelig kjemisk affinitet, og danner lett vedheft med friksjonsoverflater.
6. Termisk ledningsevne og elastikkmodul: Titan har lav varmeledningsevne, omtrent en fjerdedel av nikkel, en femtedel av jern og en fjerdedel av aluminium. Den termiske ledningsevnen til forskjellige titanlegeringer er omtrent 50 % lavere sammenlignet med rent titan. Fordi titanlegeringer har en elastisitetsmodul som er rundt halvparten av stål, er de mindre stive og mer utsatt for deformasjon. Som et resultat må tynne stenger og komponenter med tynne vegger unngås siden skjære- og bearbeidingsflater har et stort tilbakeslagsvolum - omtrent to til tre ganger det for rustfritt stål. Dette tilbakestøtet kan forårsake intens friksjon, adhesjon og bindingsslitasje på verktøyets overflate.
Titanlegeringer er sammensatt av titan som basismetall, supplert med andre elementer. Det finnes to typer titankrystallstrukturer - titan, som har en tettpakket sekskantet struktur under 882 grader, og -titan, som har en kroppssentrert kubisk struktur over 882 grader.
Kontakt:
Hvis du har spørsmål, kan du gjerne kontakte oss. Arbeidstid: 8.30 til 17.30
E-post:zhangjixia@bjygti.com
