Ievads titāna sakausējuma īpašībās
Titāna sakausējumi ir metālu klase, ko raksturo to veiktspēja, ko ietekmē piemaisījumu klātbūtne, piemēram, ogleklis, slāpeklis, ūdeņradis un skābeklis. Tīrākās titāna formas piemaisījumu saturs ir mazāks par 0,1%, kā rezultātā tas nodrošina augstu plastiskumu, bet zemu izturību. Rūpnieciski ražotam tīram titānam ar tīrības pakāpi 99,5%, ir šādas īpašības: blīvums (ρ) 4,5 g/cm3, kušanas temperatūra 1725 grādi, siltumvadītspēja (λ) 15,24 W/(m·K), stiepes izturība ( σb) 539 MPa, pagarinājums (δ) 25%, šķērsgriezuma saraušanās (ψ) 25%, elastības modulis (E) 1,078 × 105 MPa un cietība (HB) 195.
1. Zems blīvums un augsta izturība: augstas stiprības titāna sakausējumu blīvums parasti ir aptuveni 4,5 g/cm3, kas ir tikai 60% no tērauda blīvuma. Tīra titāna izturība ir salīdzināma ar parasto tēraudu, savukārt daži augstas stiprības titāna sakausējumi pārspēj daudzu leģēto konstrukciju tēraudu izturību. Līdz ar to titāna sakausējumiem ir ievērojami augstāka īpatnējā izturība (stiprības/blīvuma attiecība) nekā citiem metāla konstrukcijas materiāliem. Šis raksturlielums ļauj ražot vieglas detaļas un komponentus ar augstu vienības izturību, stingrību un izturību. Titāna sakausējumus var izmantot dzinēju komponentos, skeletos, apvalkos, stiprinājuma elementos un šasijā.
2. Augsta termiskā izturība: titāna sakausējumi var saglabāt nepieciešamo izturību paaugstinātā temperatūrā, pārspējot alumīnija sakausējumu iespējas par vairākiem simtiem grādu pēc Celsija. No 150 grādiem līdz 500 grādiem tie saglabā savu augsto īpatnējo izturību, turpretim alumīnija sakausējumiem ir ievērojams īpatnējās stiprības kritums pie 150 grādiem. Titāna sakausējumi var darboties temperatūrā līdz 500 grādiem, savukārt alumīnija sakausējumi ir ierobežoti līdz temperatūrai, kas zemāka par 200 grādiem.
3. Lieliska izturība pret koroziju: titāna sakausējumiem ir augstāka izturība pret koroziju, salīdzinot ar nerūsējošo tēraudu mitrā atmosfērā un jūras ūdens vidē. Tie ir īpaši izcili izturīgi pret punktkoroziju, skābes koroziju un sprieguma koroziju. Turklāt titāna sakausējumiem ir ievērojama izturība pret sērskābi, slāpekļskābi, hlorīdiem un hlorētiem organiskiem savienojumiem. Tomēr skābekļa un hroma sāls apstākļos titānam ir zema izturība pret koroziju.
4. Laba veiktspēja zemā temperatūrā: titāna sakausējumi saglabā savas mehāniskās īpašības zemā un īpaši zemā temperatūrā. Daži titāna sakausējumi, piemēram, TA7, darbojas īpaši labi zemā temperatūrā un saglabā daļu plastiskuma pat pie -253 grādiem. Tādējādi titāna sakausējumi ir būtiski strukturālie materiāli izmantošanai zemā temperatūrā.
5. Ķīmiskā reaģētspēja: titānam ir ievērojama ķīmiskā aktivitāte, viegli reaģējot ar skābekli, slāpekli, ūdeņradi, oglekļa monoksīdu, oglekļa dioksīdu, ūdens tvaiku un amonjaka gāzi, kas atrodas atmosfērā. Cietais TiC veidojas titāna sakausējumos pie lielāka oglekļa satura (vairāk nekā 0,2%). TiN mijiedarbojoties ar slāpekli augstā temperatūrā, veidojas ciets virsmas slānis. Titāns absorbē skābekli virs 600 grādiem, kā rezultātā veidojas sacietējis slānis ar augstu cietību. Palielināts ūdeņraža saturs izraisa trausluma slāņa veidošanos. Gāzes absorbcijas radītās sacietējušās trauslās virsmas dziļums var sasniegt 0.1-0,15 mm, ar cietēšanas pakāpi 20%-30%. Titānam ir arī ievērojama ķīmiskā afinitāte, viegli veidojot saķeri ar berzes virsmām.
6. Siltumvadītspēja un elastības modulis: titānam ir zema siltumvadītspēja, aptuveni viena ceturtā daļa no niķeļa, viena piektā daļa no dzelzs un viena ceturtā daļa no alumīnija. Dažādu titāna sakausējumu siltumvadītspēja ir aptuveni par 50% zemāka nekā tīram titānam. Tā kā titāna sakausējumu elastības modulis ir aptuveni uz pusi mazāks nekā tēraudam, tie ir mazāk stīvi un vairāk pakļauti deformācijai. Rezultātā ir jāizvairās no plāniem stieņiem un detaļām ar plānām sienām, jo griešanas un apstrādes virsmām ir liels atsitiena apjoms — aptuveni divas līdz trīs reizes lielāks nekā nerūsējošajam tēraudam. Šis atsitiens var izraisīt instrumenta virsmas intensīvu berzi, saķeri un savienojuma nodilumu.
Titāna sakausējumi sastāv no titāna kā parastā metāla, kas papildināts ar citiem elementiem. Pastāv divu veidu titāna kristāla struktūras - titāns, kam ir cieši saspiesta sešstūra struktūra zem 882 grādiem, un titāns, kam ir uz ķermeni vērsta kubiskā struktūra virs 882 grādiem.
Kontaktpersona:
Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, sazinieties ar mums. Darba laiks: no 8:30 līdz 17:30
E-pasts:zhangjixia@bjygti.com
