Oggi,TopTiTechintrodurrà alcune caratteristiche e funzioni speciali del titanio:
(1) Bassa densità, alta resistenza e alta resistenza specifica
La densità del titanio è di 4,51 g/cm3, ovvero il 57% di quella dell'acciaio. Il titanio è meno di due volte più pesante dell'alluminio e tre volte più resistente dell'alluminio. La forza specifica (rapporto forza/densità) della lega di titanio è la più grande tra le leghe industriali comunemente usate. La forza specifica della lega di titanio è 3,5 volte quella dell'acciaio inossidabile; 1,3 volte quello della lega di alluminio; 1,7 volte quella della lega di magnesio, quindi è essenziale per l'industria aerospaziale. di materiali strutturali.
(2) Eccellente resistenza alla corrosione
La passivazione del titanio dipende dalla presenza di un film di ossido e la sua resistenza alla corrosione in un mezzo ossidante è molto migliore di quella in un mezzo riducente. Elevati tassi di corrosione si verificano nei fluidi riducenti. Il titanio non viene corroso in alcuni mezzi corrosivi, come acqua di mare, cloro umido, soluzioni di clorito e ipoclorito, acido nitrico, acido cromico, cloruri metallici, solfuri e acidi organici. Tuttavia, nei mezzi che reagiscono con il titanio per produrre idrogeno (come acido cloridrico e acido solforico), il titanio ha generalmente un tasso di corrosione maggiore. Tuttavia, se all'acido viene aggiunta una piccola quantità di ossidante, sulla superficie del titanio si formerà un film di passivazione. Pertanto, il titanio è resistente alla corrosione in forti miscele di acido solforico-acido nitrico o acido cloridrico-acido nitrico, anche in acido cloridrico contenente cloro libero. Il film protettivo di ossido di titanio si forma spesso quando il metallo incontra l'acqua, anche in piccole quantità di acqua o vapore acqueo. Se il titanio è esposto a un ambiente fortemente ossidante senza acqua, si ossiderà rapidamente e reagirà violentemente, spesso anche accendendosi spontaneamente. Tali fenomeni si sono verificati nella reazione del titanio con acido nitrico fumante contenente ossido di azoto in eccesso e con cloro secco. Quindi, per prevenire tali reazioni, deve esserci una certa quantità di acqua.
(3) Buona resistenza al calore
Di solito l'alluminio perde le sue proprietà originali a 150 gradi, l'acciaio inossidabile perde le sue proprietà originali a 310 gradi e le leghe di titanio mantengono ancora buone proprietà meccaniche a circa 500 gradi. Quando la velocità dell'aeromobile raggiunge 2,7 volte la velocità del suono, la temperatura superficiale della struttura dell'aeromobile raggiunge i 230 gradi, la lega di alluminio e la lega di magnesio non possono più essere utilizzate e la lega di titanio può soddisfare i requisiti. Il titanio ha una buona resistenza al calore ed è utilizzato nei dischi e nelle pale dei compressori dei motori aeronautici e nel rivestimento della fusoliera posteriore degli aerei.
(4) Buone prestazioni a bassa temperatura
La resistenza di alcune leghe di titanio (come Ti-5AI-2.5SnELI) aumenta con la diminuzione della temperatura, ma la plasticità non diminuisce molto e ha ancora una buona duttilità e tenacità a basse temperature , quindi è adatto per l'uso a temperature ultra basse. Può essere utilizzato su motori a razzo a idrogeno liquido secco e ossigeno liquido o come contenitori a temperatura ultra bassa e serbatoi di stoccaggio su veicoli spaziali con equipaggio.
(5) Non magnetico
Il titanio non è magnetico, viene utilizzato negli scafi dei sottomarini e non provoca l'esplosione delle mine.
(6) Piccola conduttività termica
La conduttività termica del titanio è piccola, solo 1/5 dell'acciaio, 1/13 dell'alluminio e 1/25 del rame. La scarsa conduttività termica è uno svantaggio del titanio, ma questa caratteristica del titanio può essere sfruttata in determinate applicazioni.
(7) Basso modulo elastico
Il modulo elastico del titanio è solo il 55 percento di quello dell'acciaio, il che rappresenta uno svantaggio se utilizzato come materiale strutturale.
(8) La resistenza alla trazione è molto vicina alla resistenza allo snervamento
La resistenza alla trazione della lega di titanio Ti-6AI-4V è di 960 MPa e la resistenza allo snervamento è di 892 MPa, la differenza tra i due è di soli 58 MPa.
(9) Il titanio si ossida facilmente ad alta temperatura
Il titanio ha una forte forza legante con l'idrogeno e l'ossigeno e si dovrebbe prestare attenzione alla prevenzione dell'ossidazione e dell'assorbimento dell'idrogeno. La saldatura del titanio deve essere eseguita sotto protezione di argon per evitare contaminazioni. I tubi e le lastre di titanio devono essere trattati termicamente sotto vuoto e durante il trattamento termico dei forgiati in titanio deve essere controllata un'atmosfera microossidante.
(10) Bassa prestazione anti-smorzamento
Le campane sono realizzate in titanio e altri materiali metallici (rame, acciaio) con la stessa identica forma e dimensione. Se colpisci ogni campana con la stessa forza, scoprirai che la campana in titanio oscilla a lungo, cioè l'energia data alla campana non viene dissipata facilmente dal colpo, quindi diciamo che le prestazioni di smorzamento di il titanio è basso.
Tre funzioni speciali del titanio
(1) Funzione di memoria di forma
Si riferisce alla capacità della lega Ti-50 percento Ni (atomica) di ripristinare la sua forma originale in determinate condizioni di temperatura, che è chiamata lega a memoria di forma.
(2) Funzione superconduttiva
Si riferisce alla lega NbTi. Quando la temperatura scende vicino allo zero assoluto, il filo in lega NbTi perderà la sua resistenza. Quando passa una grande corrente, il filo non si riscalda e non consuma energia. NbTi è chiamato un materiale superconduttore.
(3) Funzione di stoccaggio dell'idrogeno
Si riferisce alla lega Ti-50 percento Fe (atomica), che ha la capacità di assorbire una grande quantità di idrogeno. Utilizzando questa caratteristica del TiFe, l'idrogeno può essere immagazzinato in modo sicuro, ovvero non è necessario utilizzare bombole di gas ad alta pressione in acciaio per immagazzinare l'idrogeno. In determinate condizioni, TiFe può anche rilasciare idrogeno e TiFe è chiamato materiale di accumulo di energia.
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