Sissejuhatus titaanisulami omadustesse
Titaanisulamid on metallide klass, mida iseloomustab nende toimivus, mida mõjutavad lisandite, nagu süsinik, lämmastik, vesinik ja hapnik, olemasolu. Titaani puhtaima vormi lisandite sisaldus on alla 0,1%, mille tulemuseks on kõrge plastilisus, kuid madal tugevus. Tööstuslikul puhtal titaanil, mille puhtus on 99,5%, on järgmised omadused: tihedus (ρ) 4,5 g/cm3, sulamistemperatuur 1725 kraadi, soojusjuhtivus (λ) 15,24 W/(m·K), tõmbetugevus ( σb) 539 MPa, pikenemine (δ) 25%, ristlõike kokkutõmbumine (ψ) 25%, elastsusmoodul (E) 1,078 × 105 MPa ja kõvadus (HB) 195.
1. Madal tihedus ja kõrge tugevus: kõrgtugevate titaanisulamite tihedus on tavaliselt ligikaudu 4,5 g/cm3, mis on vaid 60% terase tihedusest. Puhta titaani tugevus on võrreldav tavalise terasega, samas kui teatud ülitugevad titaanisulamid ületavad paljude legeeritud konstruktsiooniteraste tugevust. Järelikult on titaanisulamitel oluliselt suurem eritugevus (tugevuse/tiheduse suhe) kui teistel metallkonstruktsioonimaterjalidel. See omadus võimaldab toota kergeid osi ja komponente, millel on suur tugevus, jäikus ja vastupidavus. Titaanisulamid leiavad rakendust mootorikomponentides, karkassides, kestades, kinnitusdetailides ja telikutes.
2. Kõrge termiline tugevus: titaanisulamid suudavad säilitada oma nõutava tugevuse kõrgel temperatuuril, ületades alumiiniumisulamite võimeid mitmesaja kraadi Celsiuse järgi. 150 kraadi ja 500 kraadi vahel säilitavad need oma kõrge eritugevuse, samas kui alumiiniumisulamite eritugevus väheneb märkimisväärselt 150 kraadi juures. Titaanisulamid võivad töötada temperatuuridel kuni 500 kraadi, samas kui alumiiniumisulamid on piiratud temperatuuril alla 200 kraadi.
3. Suurepärane korrosioonikindlus: titaanisulamitel on kõrgem korrosioonikindlus võrreldes roostevaba terasega niiskes keskkonnas ja mereveekeskkonnas. Need on eriti silmapaistvad punktkorrosiooni, happekorrosiooni ja pingekorrosiooni vastu. Lisaks on titaanisulamitel märkimisväärne vastupidavus väävelhappele, lämmastikhappele, kloriididele ja klooritud orgaanilistele ühenditele. Kuid hapniku ja kroomi soolade vähenemise korral on titaanil madal korrosioonikindlus.
4. Hea jõudlus madalal temperatuuril: titaanisulamid säilitavad oma mehaanilised omadused madalatel ja ülimadalatel temperatuuridel. Teatud titaanisulamid, nagu TA7, toimivad erakordselt hästi madalatel temperatuuridel ja säilitavad osa oma plastilisusest isegi -253 kraadi juures. Seega on titaanisulamid madala temperatuuriga rakenduste jaoks olulised konstruktsioonimaterjalid.
5. Keemiline reaktsioonivõime: Titaanil on märkimisväärne keemiline aktiivsus, reageerides kergesti atmosfääris leiduva hapniku, lämmastiku, vesiniku, süsinikmonooksiidi, süsinikdioksiidi, veeauru ja gaasilise ammoniaagiga. Kõva TiC moodustub titaanisulamites suurema süsinikusisalduse korral (üle 0,2%). Kui TiN interakteerub lämmastikuga kõrgel temperatuuril, tekib kõva pinnakiht. Titaan neelab hapnikku temperatuuril üle 600 kraadi, mille tulemusena moodustub suure kõvadusega kõvastunud kiht. Suurenenud vesinikusisaldus põhjustab rabeduskihi moodustumist. Gaasi neeldumisest tingitud kõvastunud rabeda pinna sügavus võib ulatuda 0.1-0,15 mm, kõvenemisastmega 20%-30%. Titaanil on ka märkimisväärne keemiline afiinsus, moodustades kergesti nakkumise hõõrdepindadega.
6. Soojusjuhtivus ja elastsusmoodul: Titaanil on madal soojusjuhtivus, ligikaudu üks neljandik niklist, üks viiendik rauast ja üks neljandik alumiiniumist. Erinevate titaanisulamite soojusjuhtivus on puhta titaaniga võrreldes ligikaudu 50% madalam. Kuna titaanisulamite elastsusmoodul on umbes poole väiksem terasest, on need vähem jäigad ja deformatsioonile kalduvamad. Seetõttu tuleb vältida õhukesi vardaid ja õhukeste seintega komponente, kuna lõike- ja töötlemispindadel on suur tagasilöögimaht – ligikaudu kaks kuni kolm korda suurem kui roostevaba teras. See tagasilöök võib põhjustada tööriista pinnal tugevat hõõrdumist, haardumist ja liimimise kulumist.
Titaanisulamid koosnevad titaanist kui mitteväärismetallist, millele on lisatud muid elemente. On olemas kahte tüüpi titaankristallstruktuure – titaan, mille kuusnurkne struktuur on alla 882 kraadi, ja titaan, mille kehakeskne kuubistruktuur on üle 882 kraadi.
Kontakt:
Kui teil on küsimusi, võtke meiega julgelt ühendust. Tööaeg: 8.30-17.30
E-post:zhangjixia@bjygti.com
