Свойства титановых сплавов

Титан - это новый тип металла, свойства титана и содержание углерода, азота, водорода, кислорода и других примесей, содержание чистейшего йодида титана не более 0.1%, но его прочность низкая, высокая пластичность. 99,5% промышленный чистый титан. Свойства: плотность ρ=4,5 г/см3, температура плавления 1800 градусов С, коэффициент теплопроводности λ=15,24 Вт/(мК), предел прочности на разрыв σb=539МПа. Удлинение δ=25%, усадка сечения ψ=25%, модуль упругости Е=1.078×105МПа, твердость НВ195.

(1)Высокая удельная прочность

Плотность титанового сплава обычно составляет 4,5 г/см3 или около того, это только 60% стали, прочность чистого титана близка к прочности обычной стали, некоторые высокопрочные титановые сплавы превышают прочность многих легированных конструкционных сталей. Поэтому удельная прочность титановых сплавов (прочность/плотность) значительно превышает показатели других металлических конструкционных материалов, см. таблицу 7-1, позволяют изготавливать агрегаты высокой прочности, хорошей жесткости, легких деталей и узлов. В настоящее время в деталях авиационных двигателей, каркасе, обшивке, крепеже и шасси и т. д. используются титановые сплавы.

(2)Высокая термическая прочность

Использование температуры, чем у алюминиевого сплава на несколько сотен градусов выше при средней температуре, может по-прежнему поддерживать необходимую прочность, может быть при температуре 450-500 градусов, долгосрочная работа этих двух типов титановых сплавов в диапазоне от 150 до 500 градусов по-прежнему имеют высокую удельную прочность, а алюминиевый сплав при температуре 150 градусов, чем прочность очевидного снижения. Рабочая температура титанового сплава может достигать 500 градусов, алюминиевого сплава ниже 200 градусов.

(3)Хорошая коррозионная стойкость

Титановый сплав работает во влажной атмосфере и морской воде, его коррозионная стойкость намного лучше, чем у нержавеющей стали; точечная коррозия, кислотная коррозия, устойчивость к коррозии под напряжением особенно сильны; щелочи, хлориды, хлорсодержащие органические вещества, азотная кислота, серная кислота и т. д. обладают отличной коррозионной стойкостью. Но титан имеет восстановительную кислородную и коррозионную стойкость в средах с солями хрома.

(4) Хорошие характеристики при низких температурах.

Титановый сплав при низких и сверхнизких температурах сохраняет свои механические свойства. Хорошие характеристики при низких температурах, зазорный элемент изготовлен из титанового сплава с очень низким содержанием, такого как TA7, в степени -253, также может сохранять определенную степень пластичности. Таким образом, титановый сплав также является важным низкотемпературным конструкционным материалом.

(5) Высокая химическая активность

Химическая активность титана и атмосфера O, N, H, CO, CO2, водяной пар, аммиак и другие сильные химические реакции. Содержание углерода более 0,2% приводит к образованию твердого TiC в титановых сплавах; более высокая температура и роль N также образуют твердый поверхностный слой TiN; при 600 градусах и более титан поглощает кислород с образованием закаленного слоя высокой твердости; увеличивается содержание водорода, но также происходит образование слоя охрупчивания. Поглощение газа и образующийся твердый хрупкий поверхностный слой толщиной до 0,1 ~ 0,15 мм, степень закалки составляет 20% ~ 30%. Химическое сродство титана также велико, что позволяет легко обеспечить адгезию с поверхностью трения.

(6) малая теплопроводность, небольшой модуль упругости

Теплопроводность титана λ=15,24 Вт/(мК) составляет около 1/4 от никеля, 1/5 от железа, 1/14 от алюминия, а различные титановые сплавы имеют теплопроводность примерно на 50 % ниже этой. из титана. Модуль упругости титанового сплава составляет около 1/2 от стали, поэтому его жесткость низкая, он легко деформируется, не подходит для изготовления тонких стержней и тонкостенных деталей, а отскок обработанной поверхности при резке очень велик. примерно в 2–3 раза больше, чем из нержавеющей стали, что приводит к интенсивному трению, адгезии и износу сцепления инструмента после поверхности фрезы.

Титановый сплав обладает высокой прочностью и низкой плотностью, хорошими механическими свойствами, очень хорошей вязкостью и коррозионной стойкостью. Кроме того, титановые сплавы имеют плохие технологические характеристики, трудности с резкой и механической обработкой, при термической обработке очень легко поглощают примеси, такие как водород, кислород, азот и углерод. Также наблюдается плохая стойкость к истиранию, процесс производства сложен. Промышленное производство титана было начато в 1948 году. Потребности развития авиационной промышленности, так что среднегодовой темп роста титановой промышленности составляет около 8%. В настоящее время годовой объем производства материалов для обработки титановых сплавов в мире достиг более 40,000 тонн, марка титановых сплавов составляет около 30 видов. Наиболее широко применяемыми титановыми сплавами являются Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) и промышленный чистый титан (TA1, TA2 и ТА3).

Титановые сплавы в основном используются для изготовления деталей компрессоров авиационных двигателей, а затем деталей конструкций ракет, ракет и высокоскоростных самолетов. В середине-1960-х годов титан и его сплавы стали применяться в общей промышленности для изготовления электродов для электролизная промышленность, конденсаторы для электростанций, нагреватели для нефтеперерабатывающих заводов и опреснения морской воды, а также устройства для борьбы с загрязнением окружающей среды и т. д. Титан и его сплавы стали своего рода стойким материалом. Титан и его сплавы стали коррозионностойким конструкционным материалом. Он также используется для производства материалов для хранения водорода и сплавов с памятью формы.