Prestatieanalyse van titaniummetaal

Over het algemeen verliest aluminium zijn oorspronkelijke eigenschappen bij 150 graden, roestvrij staal verliest zijn oorspronkelijke eigenschappen bij 310 graden en titaniumlegeringen behouden nog steeds goede mechanische eigenschappen bij ongeveer 500 ~ 600 graden. Wanneer de vliegtuigsnelheid Mach 2,7 bereikt, bereikt de oppervlaktetemperatuur van de vliegtuigconstructie 230 graden. Aluminiumlegeringen en magnesiumlegeringen zijn niet meer verkrijgbaar, maar titaniumlegeringen kunnen wel aan de eisen voldoen. Titanium heeft een goede hittebestendigheid en wordt gebruikt in de schijven en bladen van compressoren van vliegtuigmotoren en in de huid van de achterste rompen van vliegtuigen.

De sterkte van sommige titaniumlegeringen (zoals Ti-5Al-2.5SnELI) neemt toe naarmate de temperatuur daalt, maar de plasticiteit neemt niet veel af. Het heeft nog steeds een goede plasticiteit en taaiheid bij lage temperaturen en is geschikt voor gebruik bij ultralage temperaturen. Het kan worden gebruikt in raketmotoren voor vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof, of als containers en opslagtanks voor ultralage temperaturen op bemande ruimtevaartuigen.

Titanium zelf is niet-magnetisch, en titaniumlegeringen die geen ijzer bevatten zijn ook niet-magnetisch, waardoor magnetische interferentie effectief kan worden vermeden. Wordt gebruikt voor onderzeeërgranaten en zal geen mijnexplosies veroorzaken. Naast dat het wordt gebruikt in de nationale defensie, luchtmacht en wapenproductie, wordt het ook veel gebruikt in spoorwegtechniek, communicatie, ruimtevaart, luchtvaart, hightech laboratoria, ziekenhuizen (scans, röntgenfoto's, magnetische resonantiebeeldvorming, elektrocardiogrammen, kathodestraalbuizen), geneeskunde, nucleaire industrie, nucleaire magnetische resonantie, magnetische spectrometer, hoge Tesla-magneet, buitenactiviteiten, dokbouw, duiken, chemische industrie, brandbeveiliging, ontzilting, scheepsbouw, offshore olie- en gasplatforms, zoutindustrie, enz.

De thermische geleidbaarheid van een titaniumlegering is klein, dat wil zeggen dat deze snel opwarmt en de warmte langzaam geleidt. De thermische geleidbaarheid is slechts 1/5 van staal, 1/13 van aluminium en 1/25 van koper. Slechte thermische geleidbaarheid is een nadeel van titanium, maar deze eigenschap van titanium kan in sommige gevallen worden benut.

De elasticiteitsmodulus van titanium is slechts de helft van die van staal. Bij gebruik als constructiemateriaal is de lage elasticiteitsmodulus een nadeel en is het gevoelig voor doorbuiging.

Treksterkte en vloeigrens van titanium

De treksterkte van Ti-6Al-4V titaniumlegering is 960 MPa en de vloeigrens is 892 MPa. Het verschil tussen de twee bedraagt ​​slechts 58 MPa. Deze eigenschap zorgt ervoor dat titanium tijdens de verwerking een grote terugvering produceert, die moet worden overwonnen.

Titanium heeft een sterke bindingskracht met waterstof en zuurstof. Er moet voor worden gezorgd dat oxidatie en waterstofabsorptie worden voorkomen. Titaniumlassen moet worden uitgevoerd onder argonbescherming om verontreiniging te voorkomen. Titaniumbuizen en -platen moeten onder vacuüm een ​​warmtebehandeling ondergaan en de micro-oxidatieatmosfeer moet worden gecontroleerd tijdens de warmtebehandeling van titaniumsmeedstukken.

Identieke klokken in vorm en grootte zijn gemaakt van titanium en andere metalen materialen (koper, staal). Wanneer verschillende klokken met dezelfde kracht werden aangeslagen, ontdekten we dat het geluid langer aanhield als de bel van titanium oscilleerde. Dat wil zeggen dat de energie die door het slaan aan de bel werd gegeven niet gemakkelijk verdween, wat aangeeft dat titanium lagere dempende eigenschappen heeft en kan worden gebruikt Maak een verscheidenheid aan muziekinstrumenten.

De vormgeheugenfunctie, de supergeleidende functie en de waterstofabsorptiefunctie van titanium worden de drie speciale functies van titanium en titaniumlegeringen genoemd.

Titanium vormgeheugenfunctie

Een bepaald deel van de Ti-Ni-legering kan onder bepaalde temperatuuromstandigheden zijn oorspronkelijke vorm herstellen, dat wil zeggen dat het een vormgeheugenfunctie heeft. Dit materiaal wordt een vormgeheugenlegering genoemd. Tegenwoordig worden legeringen met vormgeheugen veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de scheepvaart, wapens, medische en industriële toepassingen.

Wanneer de temperatuur tot bijna nul daalt, verliezen draden gemaakt van een niobium-titaanlegering hun weerstand en worden ze supergeleidend. Wanneer er een grote stroom doorheen gaat, zal de draad niet opwarmen en geen energie verbruiken. Nb-Ti wordt een supergeleidend materiaal genoemd.

Een bepaald deel van de Ti-Fe-legering heeft het vermogen grote hoeveelheden waterstof te absorberen. Met behulp van deze eigenschap kan waterstof veilig worden opgeslagen en onder bepaalde omstandigheden kan de opgeslagen Ti-Fe-legering worden gebruikt om waterstof vrij te maken, wat een alternatief biedt voor het gebruik van stalen hogedrukgascilinders voor waterstofopslag. Deze eigenschap wordt de waterstofabsorptiefunctie van titanium genoemd, en materialen met deze functie worden energieopslagmaterialen genoemd.