Titanové slitinymají různé vlastnosti na základě jejich složení a struktury. Titan má dvě krystalové struktury: -titan s hexagonální mřížkou pod 882 stupňů a -titan s krychlovou strukturou zaměřenou na tělo nad 882 stupňů. Přidáním vhodných legujících prvků lze ovlivňovat fázový obsah a přechodové teploty, aby se získaly různé typy slitin titanu. Při pokojové teplotě lze slitiny titanu rozdělit do tří kategorií.
1. Titanová slitina: Tato jednofázová slitina se skládá z -fázového tuhého roztoku. Zachovává si svou fázovou strukturu při normálních i zvýšených teplotách. Titanová slitina vykazuje stabilní organizaci, nižší odolnost proti opotřebení ve srovnání s čistým titanem a vynikající odolnost proti oxidaci. Přestože si zachovává svou pevnost a odolnost proti tečení mezi 500-600 stupni, nelze jej zpevnit tepelným zpracováním. Pevnost titanové slitiny při pokojové teplotě není nijak zvlášť vysoká.
2. Beta titanová slitina: Tato jednofázová slitina se skládá z pevného roztoku. Má vysokou pevnost i bez tepelného zpracování. Kromě toho může být slitina dále zpevněna procesy, jako je kalení a stárnutí. Pevnost v tahu slitiny beta titanu při pokojové teplotě může dosáhnout 1372-1666 MPa.
3. Alfa-Beta slitina titanu: Tato duplexní slitina vykazuje vynikající celkový výkon, včetně dobré organizační stability, houževnatosti, plasticity a deformačních vlastností při vysokých teplotách. Je vhodný pro horké tlakové zpracování, kalení a stárnutí pro zvýšení jeho pevnosti. Tepelně zpracovaná slitina alfa-beta titanu vykazuje 50-100% zvýšení pevnosti ve srovnání s žíhaným stavem. Může odolat dlouhodobému provozu při teplotách 400-500 stupňů a vykazuje pozoruhodnou tepelnou stabilitu, na druhém místě po slitině alfa titanu.
Z těchto tří typů titanových slitin jsou nejběžněji používané titanové slitiny a alfa-beta titanové slitiny. Pokud jde o obrobitelnost, titanová slitina nabízí lepší výkon, následuje alfa-beta titanová slitina, zatímco beta titanová slitina zaostává. Odpovídající kódy pro tyto slitiny jsou TA pro titanovou slitinu, TB pro beta titanovou slitinu a TC pro alfa-beta titanovou slitinu.
Výkonnostní charakteristiky slitin titanu:
1. Vysoká pevnost: Slitiny titanu mají hustotu přibližně 4,51 g/cm³, což je pouze 60 % oceli. Některé vysoce pevné titanové slitiny překonávají pevnost mnoha legovaných konstrukčních ocelí. V důsledku toho měrná pevnost (pevnost/hustota) slitin titanu převyšuje měrnou pevnost jiných kovových konstrukčních materiálů. Tyto slitiny jsou ideální pro výrobu lehkých součástí s vysokou pevností a tuhostí, jako jsou součásti leteckých motorů, kostry, pláště, spojovací prvky a přistávací zařízení.
2. Vysoká tepelná pevnost: Titanové slitiny vydrží vyšší teploty ve srovnání se slitinami hliníku. Mohou si udržet požadovanou pevnost i při středních teplotách a vykazují výjimečnou pevnost mezi 150-500 stupni. Naproti tomu u hliníkových slitin dochází k výraznému snížení pevnosti při 150 stupních. Rozsah pracovních teplot titanových slitin sahá až do 500 stupňů, zatímco hliníkové slitiny jsou omezeny na teploty pod 200 stupňů.
3. Vynikající odolnost proti korozi: Titanové slitiny mají vynikající odolnost proti korozi ve vlhkém prostředí a mořské vodě a předčí nerezovou ocel. Vykazují robustní odolnost vůči důlkové korozi, kyselé korozi a korozi pod napětím. Titanové slitiny také vykazují vynikající odolnost vůči alkáliím, chloridům, organickým látkám chloru, kyselině dusičné, sírové atd. Vykazují však špatnou odolnost proti korozi vůči redukčním prostředím obsahujícím kyslík a soli chrómu.
4. Dobrý výkon při nízkých teplotách: Titanové slitiny si zachovávají své mechanické vlastnosti i při nízkých a ultranízkých teplotách. Kvůli jejich nízkému koeficientu tepelné roztažnosti si některé slitiny titanu, jako je TA7, zachovávají určitý stupeň plasticity i při -253 stupni. Slitiny titanu jsou tedy klíčové konstrukční materiály pro nízkoteplotní aplikace.
5. Významná chemická aktivita: Titan vykazuje vysokou chemickou aktivitu, silně reaguje s atmosférickými prvky, jako je kyslík, dusík, vodík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, vodní pára a čpavek. Například, když obsah uhlíku překročí 0,2 %, tvoří se ve slitině tvrdé karbidy titanu (TiC). Podobně při vyšších teplotách vede reakce s dusíkem ke vzniku tvrdých povrchových vrstev nitridu titanu (TiN). Titan snadno absorbuje kyslík nad 600 stupňů, což má za následek vytvoření vytvrzené vrstvy. Navíc zvýšený obsah vodíku může vést ke vzniku křehké vrstvy. Tyto reakce mohou způsobit adhezní jevy s třecími plochami.
6. Nízká tepelná vodivost a elasticita: Titan má nízkou tepelnou vodivost (přibližně 15,24 W/(m·K)). Jeho tepelná vodivost je asi 1/4 niklu, 1/5 železa a 1/14 hliníku. Slitiny titanu vykazují ještě nižší tepelnou vodivost ve srovnání s čistým titanem.
Kontakt:
Máte-li jakékoli dotazy, neváhejte nás kontaktovat. Pracovní doba: od 8:30 do 17:30
E-mailem:zhangjixia@bjygti.com
