Titāna sakausējumiuzrāda dažādas īpašības, pamatojoties uz to sastāvu un struktūru. Titānam ir divas kristāla struktūras: -titāna ar sešstūra režģi zem 882 grādiem un -titāna ar ķermeni centrētu kubisko struktūru virs 882 grādiem. Pievienojot atbilstošus sakausējuma elementus, fāzes saturu un pārejas temperatūru var manipulēt, lai iegūtu dažādus titāna sakausējumu veidus. Istabas temperatūrā titāna sakausējumus var iedalīt trīs kategorijās.
1. Titāna sakausējums: Šis vienfāzes sakausējums sastāv no -fāzes cietā šķīduma. Tas saglabā savu fāzes struktūru gan normālā, gan paaugstinātā temperatūrā. Titāna sakausējumam ir stabila organizācija, zemāka nodilumizturība salīdzinājumā ar tīru titānu un lieliska oksidācijas izturība. Lai gan tas saglabā savu izturību un šļūdes pretestību starp 500-600 grādiem, to nevar stiprināt ar termisko apstrādi. Titāna sakausējuma izturība istabas temperatūrā nav īpaši augsta.
2. Beta titāna sakausējums: Šis vienfāzes sakausējums sastāv no -fāzes cietā šķīduma. Tam ir augsta izturība pat bez termiskās apstrādes. Turklāt sakausējumu var vēl vairāk stiprināt, izmantojot tādus procesus kā rūdīšana un novecošana. Beta titāna sakausējuma stiepes izturība istabas temperatūrā var sasniegt 1372-1666 MPa.
3. Alfa-beta titāna sakausējums: Šim dupleksajam sakausējumam ir izcila vispārējā veiktspēja, tostarp laba organizatoriskā stabilitāte, stingrība, plastiskums un augstas temperatūras deformācijas īpašības. Tas ir labi piemērots karstā spiediena apstrādei, rūdīšanai un novecošanai, lai palielinātu tā izturību. Termiski apstrādātais alfa-beta titāna sakausējums uzrāda 50-100% stiprības pieaugumu, salīdzinot ar atkvēlināto stāvokli. Tas var izturēt ilgstošu darbību 400-500 grādu temperatūrā, un tam ir ievērojama termiskā stabilitāte, kas ir otrajā vietā aiz alfa titāna sakausējuma.
Starp šiem trīs titāna sakausējumu veidiem visbiežāk izmantotie ir titāna sakausējums un alfa-beta titāna sakausējums. Apstrādājamības ziņā titāna sakausējums piedāvā labāku veiktspēju, kam seko alfa-beta titāna sakausējums, bet beta titāna sakausējums atpaliek. Šo sakausējumu attiecīgie kodi ir TA titāna sakausējumam, TB beta titāna sakausējumam un TC alfa-beta titāna sakausējumam.
Titāna sakausējumu veiktspējas raksturlielumi:
1. Augsta izturība: titāna sakausējumu blīvums ir aptuveni 4,51 g/cm³, kas ir tikai 60% no tērauda. Daži augstas stiprības titāna sakausējumi pārspēj daudzu leģēto konstrukciju tēraudu izturību. Līdz ar to titāna sakausējumu īpatnējā stiprība (stiprība/blīvums) pārsniedz citu metāla konstrukcijas materiālu īpatnējo izturību. Šie sakausējumi ir ideāli piemēroti vieglu, augstas stiprības un stingrības komponentu, piemēram, lidmašīnu dzinēju daļu, skeletu, apvalku, stiprinājumu un šasijas ražošanai.
2. Augsta termiskā izturība: titāna sakausējumi var izturēt augstāku temperatūru, salīdzinot ar alumīnija sakausējumiem. Tie var saglabāt vajadzīgo izturību pat vidējā temperatūrā un uzrāda izcilu izturību starp 150-500 grādiem. Turpretim alumīnija sakausējumi piedzīvo ievērojamu stiprības samazināšanos pie 150 grādiem. Titāna sakausējumu darba temperatūras diapazons sniedzas līdz 500 grādiem, savukārt alumīnija sakausējumu temperatūra ir ierobežota līdz 200 grādiem.
3. Lieliska izturība pret koroziju: titāna sakausējumiem piemīt izcila izturība pret koroziju mitrā atmosfērā un jūras ūdenī, pārspējot nerūsējošo tēraudu. Tiem ir spēcīga izturība pret punktkoroziju, skābes koroziju un sprieguma koroziju. Titāna sakausējumi arī demonstrē izcilu izturību pret sārmiem, hlorīdiem, hlora organiskajām vielām, slāpekļskābi, sērskābi utt. Tomēr tiem ir vāja izturība pret koroziju pret reducējošām vidēm, kas satur skābekli un hroma sāļus.
4. Laba veiktspēja zemā temperatūrā: titāna sakausējumi saglabā savas mehāniskās īpašības pat zemā un īpaši zemā temperatūrā. Zemā termiskās izplešanās koeficienta dēļ daži titāna sakausējumi, piemēram, TA7, saglabā plastiskuma pakāpi pat pie -253 grādiem. Tādējādi titāna sakausējumi ir būtiski strukturālie materiāli izmantošanai zemā temperatūrā.
5. Nozīmīga ķīmiskā aktivitāte: titānam ir augsta ķīmiskā aktivitāte, spēcīgi reaģējot ar atmosfēras elementiem, piemēram, skābekli, slāpekli, ūdeņradi, oglekļa monoksīdu, oglekļa dioksīdu, ūdens tvaiku un amonjaku. Piemēram, ja oglekļa saturs pārsniedz 0,2%, sakausējumā veidojas cietie titāna karbīdi (TiC). Tāpat augstākās temperatūrās reakcija ar slāpekli izraisa cieto titāna nitrīda (TiN) virsmas slāņu veidošanos. Titāns viegli absorbē skābekli virs 600 grādiem, kā rezultātā veidojas sacietējis slānis. Turklāt palielināts ūdeņraža saturs var izraisīt trausla slāņa veidošanos. Šīs reakcijas var izraisīt adhēzijas parādības ar berzes virsmām.
6. Zema siltumvadītspēja un elastība: titānam ir zema siltumvadītspēja (aptuveni 15,24 W/(m·K)). Tās siltumvadītspēja ir aptuveni 1/4 niķeļa, 1/5 dzelzs un 1/14 alumīnija. Titāna sakausējumiem ir vēl zemāka siltumvadītspēja, salīdzinot ar tīru titānu.
Kontaktpersona:
Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, sazinieties ar mums. Darba laiks: no 8:30 līdz 17:30
E-pasts:zhangjixia@bjygti.com
