Titaanin ja titaaniseosten ominaisuudet ja sovellukset

Titaanin ja titaaniseosten ominaisuudet ja sovellukset
Puhtaalla titaanilla on alhainen lujuus ja korkea sulamispiste, mutta sillä on korkea ominaislujuus, hyvä plastisuus ja matalan lämpötilan sitkeys, hyvä korroosionkestävyys, ja se on helppo käsitellä ja muotoilla. Puhtaalla titaanilla on erinomainen korroosionkestävyys ilmakehässä ja merivedessä, ja se on vakaa rikkihapossa, suolahapossa, typpihapossa ja muissa väliaineissa. Kun titaanin puhtaus heikkenee, lujuus kasvaa ja plastisuus heikkenee huomattavasti.
Sillä on erittäin korkea kemiallinen aktiivisuus ja se reagoi voimakkaasti Cl:n, O:n, S:n, C:n, N:n jne. kanssa (korkeissa lämpötiloissa). Nestemäisessä tilassa se reagoi lähes kaikkien upokkaiden kanssa ThO2:ta lukuun ottamatta. Se voidaan sulattaa vain tyhjiökaariuunissa.
Hyvä hitsattavuus; hyvä leimaustulos; mutta huono kulutuskestävyys; alhainen kimmokerroin (120 GPa), noin 54 % rautaa; alhainen lämmönjohtavuus ja lineaarinen laajenemiskerroin. Sen lämmönjohtavuus on useita kertoja pienempi kuin raudalla, ja se on altis lämpötilagradienteille ja lämpörasitukselle käytön aikana.

Seoselementtien lisääminen puhtaaseen titaaniin parantaa ja vahvistaa sen ominaisuuksia muodostaen titaaniseoksen, jolla on korkea lujuus, lämmönkestävyys ja korroosionkestävyys. Sillä on ei-magneettisia ominaisuuksia, alhaiset ääniaaltojen ja värähtelyjen vaimennusominaisuudet, hyvä bioyhteensopivuus ja se on yhteensopiva hiilen kanssa. Komposiittimateriaalien yhteensopivuus on hyvä ja niillä on erinomaiset ominaisuudet, kuten suprajohtavuus, muotomuisti ja vedyn absorptioominaisuudet. Niissä on kuitenkin myös joitain puutteita, kuten vaikea kuumakäsittely, huono kylmätyöstökyky, huono leikkausprosessoitavuus ja huono kulutuskestävyys.
Titaaniseoksen luokitus: -Titaaniseoksella on hyvä suorituskyky korkeissa lämpötiloissa (<500℃), good structural stability, and good weldability. It is the main component of heat-resistant titanium alloy, but it cannot be strengthened by heat treatment, has low strength at room temperature, and low plasticity;
titaaniseos: korkea lujuus huoneenlämpötilassa, voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä, mutta rakenne ei ole tarpeeksi vakaa; hitsausteho on huono;
β-titanium alloy and near-β titanium alloy: have good plastic processing properties (quick cooling to obtain β structure), high mechanical properties (strength can be improved through aging), and have the greatest potential for the development of high-strength (tensile strength >1400-1500MPa) titaaniseokset. metalliseos, mutta rakenteellinen vakaus on huono ja käyttölämpötila on alle 200 astetta
Tällä hetkellä vain hiilikuituvahvisteisilla muoveilla on suurempi ominaislujuus kuin titaaniseoksilla, ja titaaniseokset ovat metallimateriaaleja, joilla on suurin ominaislujuus. Siksi sitä kutsutaan myös "avaruusmetalliksi", mikä on tärkein syy siihen, miksi titaaniseosta käytetään laajasti ilmailuteollisuudessa. Esimerkiksi lentokoneiden moottoreissa titaaniseoksia käytetään yleisesti kompressorilevyinä, kompressorin siipinä, moottorin kansina, polttokammion koteloina ja suihkuputkina.

Titaanin ja titaaniseosten käyttöalueet
Ilmailu: suihkumoottorikomponentit, rungon komponentit, raketit, satelliitit, ohjukset ja muut komponentit
Kompressori- ja tuulettimen lavat, levyt, kotelot, ohjaussiivet, akselit, laskutelineet, läpät, spoilerit, moottorit
Nacelle, laipiot, siipien varret, polttoainesäiliöt, tehostimet
Kemia, petrokemianteollisuus ja yleinen teollisuus: elektrolysaattorit, reaktorit, höyryttimet kloori-alkalille, soodalle, muoville, petrokemianteollisuudelle, metallurgialle, suolanvalmistukselle ja muille teollisuudenaloille
Tislauskolonnit, rikastimet, erottimet, lämmönvaihtimet, putket, elektrodit jne.
Laiva: sukellusveneen painerunko, potkuri, vesisuihkupotkuri, meriveden lämmönvaihtojärjestelmä, laivan pumppu (venttiilit ja putket)
Meritekniikka: putkistot meriveden suolanpoistoon, pumput, venttiilit, putkiliittimet offshore-öljynporaukseen jne.
Biolääketiede: tekonivelet, keinotekoiset hammasimplantit ja oikomishoidot, sydämentahdistimet, sydän- ja verisuonistentit, kirurgiset instrumentit jne.
Urheiluvälineet: golfpäät, tennismailat, sulkapallomailat, biljardimailat, vaellusmailat, sauvat, luistimet jne.
Päivittäiset tarpeet: lasien kehykset, kellot, kainalosauvat, vavat, keittiövälineet, digitaaliset tuotekotelot, käsitöitä, koristeita jne.
Rakennus: rakennusten katot, ulkoseinät, koristeet, kyltit, kaiteet, putket jne.
Auto: autojen pako- ja äänenvaimenninjärjestelmät, kantavat jouset, kiertokanget ja pultit jne.