Jaké jsou výkonnostní výhody slitiny titanu?

Titanové slitiny nabízejí několik výhod, včetně nízké hmotnosti, vysoké pevnosti, odolnosti proti korozi, vynikajícího výkonu při nízkých teplotách a vysoké chemické reaktivity. Kromě toho mají dobrou odolnost proti únavě, odolnost proti praskání, vysokou tepelnou pevnost, biokompatibilitu, dobrou tepelnou vodivost a nemagnetické vlastnosti. Různé kombinace titanových slitin mohou splňovat různé aplikační požadavky, což vede k jejich širokému použití v leteckém, automobilovém, lékařském, chemickém a jiném průmyslu.
Výkonnostní výhody slitin titanu:

Slitiny titanu mají hustotu přibližně 4,5 g/cm3, což je pouze 60 % oceli. Čistý titan má pevnost srovnatelnou s běžnou ocelí, zatímco některé vysoce pevné slitiny titanu překonávají pevnost mnoha plechů ze slitinové konstrukční oceli. V důsledku toho slitiny titanu vykazují vysokou specifickou pevnost (poměr pevnost/hustota), díky čemuž jsou ideální pro lehké díly s vysokou pevností, tuhostí a trvanlivostí. Tyto slitiny nacházejí uplatnění v součástech motorů, kostrách, potahech, spojovacích prvcích a podvozku.

Titanové slitiny odolávají vyšším teplotám než hliníkové slitiny a zachovávají si svou pevnost i při zvýšených teplotách. Některé titanové slitiny mohou fungovat po delší dobu při teplotách v rozmezí od 450-500 stupňů a vykazují vysokou specifickou pevnost v teplotním rozsahu 150 stupňů -500 stupňů. Naproti tomu u hliníkových slitin dochází k výraznému snížení měrné pevnosti při 150 stupních. S maximální provozní teplotou 500 stupňů, slitiny titanu překonávají slitiny hliníku, které mají limit pod 200 stupňů.

Při provozu ve vlhkém prostředí nebo prostředí s mořskou vodou vykazují slitiny titanu vynikající odolnost proti korozi ve srovnání s nerezovou ocelí. Vykazují pozoruhodnou odolnost vůči důlkové korozi, kyselé korozi a korozi pod napětím. Titanové slitiny také vykazují vynikající odolnost vůči alkáliím, chloridům, chlorovaným organickým látkám, kyselině dusičné a sírové. Mají však omezenou odolnost vůči redukčním činidlům, kyslíku a médiím obsahujícím soli chrómu.

Titanové slitiny si zachovávají mechanické vlastnosti při extrémně nízkých a ultranízkých teplotách. Některé slitiny titanu, jako je TA7, vykazují dobré vlastnosti při nízkých teplotách a udržují si určitou úroveň plasticity na -253 stupni. Slitiny titanu jsou tedy rozhodujícími konstrukčními materiály pro aplikace v prostředí s nízkou teplotou.

Titan má významnou chemickou aktivitu, snadno podléhá chemickým reakcím s prvky, jako je kyslík, dusík, vodík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, vodní pára a plynný amoniak. Například slitiny titanu s obsahem uhlíku vyšším než {{0}},2 % tvoří tvrdý karbid titanu (TiC). Při vyšších teplotách titan reaguje s dusíkem za vzniku tvrdé povrchové vrstvy nitridu titanu (TiN). Titan absorbuje kyslík při teplotách nad 600 stupňů a vytváří vytvrzovací vrstvu s vysokou tvrdostí. Zvyšování obsahu vodíku vede k tvorbě křehké vrstvy. Absorbované plyny mohou vytvořit tvrdou a křehkou povrchovou vrstvu o hloubce 0.{4}},15 mm, což má za následek zvýšené tření, adhezi a opotřebení na kontaktních površích.

Titanové slitiny vykazují nižší tepelnou vodivost ve srovnání s niklem, železem a hliníkem. Tepelná vodivost výrobků z titanové slitiny je přibližně 1/4 niklu, 1/5 železa a 1/14 hliníku. Kromě toho je tepelná vodivost různých slitin titanu asi o 50 % nižší než u čistého titanu. Modul pružnosti titanových slitin je zhruba poloviční než u oceli, což má za následek nižší tuhost. V důsledku toho jsou slitiny titanu náchylné k deformaci a nejsou vhodné pro výrobu štíhlých tyčí nebo tenkostěnných dílů. Během řezných procesů vykazují titanové slitiny ve srovnání s nerezovou ocelí vyšší objem odrazu povrchu, což vede ke zvýšenému tření, adhezi a opotřebení na povrchu nástroje.

kontaktujte ihned