Titanlegeringer tilbyr flere fordeler, inkludert lett, høy styrke, korrosjonsbestandighet, utmerket lavtemperaturytelse og høy kjemisk reaktivitet. I tillegg har de god tretthetsbestandighet, sprekkmotstand, høy varmestyrke, biokompatibilitet, god varmeledningsevne og ikke-magnetiske egenskaper. Ulike kombinasjoner av titanlegeringer kan møte ulike brukskrav, noe som fører til utbredt bruk i romfart, bilindustri, medisinsk, kjemisk og andre industrier.
Ytelsesfordeler med titanlegeringer:
Eksepsjonell styrke
Titanlegeringer har en tetthet på omtrent 4,5 g/cm3, som bare er 60 % av stål. Rent titan har en styrke som kan sammenlignes med vanlig stål, mens visse høyfaste titanlegeringer overgår styrken til mange legerte strukturelle stålplater. Følgelig viser titanlegeringer høy spesifikk styrke (styrke/tetthetsforhold), noe som gjør dem ideelle for lette deler med høy enhetsstyrke, stivhet og holdbarhet. Disse legeringene finner anvendelse i motorkomponenter, skjeletter, skinn, festemidler og landingsutstyr.
Overlegen termisk motstand
Titanlegeringer tåler høyere temperaturer enn aluminiumslegeringer, og opprettholder styrken selv ved høye temperaturer. Noen titanlegeringer kan fungere i lengre perioder ved temperaturer fra 450-500 grader, og viser høy spesifikk styrke innenfor temperaturområdet 150 grader -500 grader. Derimot opplever aluminiumslegeringer en betydelig reduksjon i spesifikk styrke ved 150 grader. Med en maksimal driftstemperatur på 500 grader utkonkurrerer titanlegeringer aluminiumslegeringer, som har en grense på under 200 grader.
Utmerket korrosjonsbestandighet
Når du opererer i fuktige atmosfærer eller sjøvannsmiljøer, viser titanlegeringer overlegen korrosjonsbestandighet sammenlignet med rustfritt stål. De viser bemerkelsesverdig motstand mot gropkorrosjon, syrekorrosjon og spenningskorrosjon. Titanlegeringer viser også utmerket motstand mot alkalier, klorider, klorerte organiske stoffer, salpetersyre og svovelsyre. Imidlertid har de begrenset motstand mot reduksjonsmidler, oksygen og kromsaltmedier.
Imponerende lavtemperaturytelse
Titanlegeringer beholder mekaniske egenskaper ved ekstremt lave og ultralave temperaturer. Visse titanlegeringer, for eksempel TA7, viser god ytelse ved lav temperatur og opprettholder et visst nivå av plastisitet ved -253 grader. Dermed er titanlegeringer avgjørende strukturelle materialer for bruk i miljøer med lav temperatur.
Høy kjemisk reaktivitet
Titan har betydelig kjemisk aktivitet, og gjennomgår lett kjemiske reaksjoner med elementer som oksygen, nitrogen, hydrogen, karbonmonoksid, karbondioksid, vanndamp og ammoniakkgass. For eksempel danner titanlegeringer med et karboninnhold over {{0}},2 % hardt titankarbid (TiC). Ved høyere temperaturer reagerer titan med nitrogen og danner et hardt overflatelag av titannitrid (TiN). Titan absorberer oksygen ved temperaturer over 600 grader, og danner et herdende lag med høy hardhet. Økende hydrogeninnhold fører til dannelsen av et sprøhetslag. De absorberte gassene kan skape et hardt og sprøtt overflatelag med en dybde på 0,1-0.15 mm, noe som resulterer i økt friksjon, adhesjon og slitasje på kontaktflatene.
Lav termisk ledningsevne og elastikkmodul
Titanlegeringer viser lavere varmeledningsevne sammenlignet med nikkel, jern og aluminium. Den termiske ledningsevnen til titanlegeringsprodukter er omtrent 1/4 av nikkel, 1/5 av jern og 1/14 av aluminium. I tillegg er den termiske ledningsevnen til forskjellige titanlegeringer omtrent 50 % lavere enn for rent titan. Elastikkmodulen til titanlegeringer er omtrent halvparten av stål, noe som resulterer i lavere stivhet. Følgelig er titanlegeringer utsatt for deformasjon og er ikke egnet for å produsere slanke stenger eller tynnveggede deler. Under skjæreprosesser viser titanlegeringer høyere overflaterebound-volum sammenlignet med rustfritt stål, noe som fører til økt friksjon, vedheft og slitasje på verktøyets overflate.
