ده ویژگی تیتانیوم و سه عملکرد ویژه

امروز،TopTiTechبرخی از ویژگی ها و عملکردهای ویژه تیتانیوم را معرفی می کند:

(1) چگالی کم، استحکام بالا و استحکام ویژه بالا

چگالی تیتانیوم 4.51 گرم بر سانتی متر مکعب است که 57 درصد چگالی فولاد است. تیتانیوم کمتر از دو برابر آلومینیوم سنگین‌تر و سه برابر آلومینیوم استحکام دارد. استحکام ویژه (نسبت استحکام / چگالی) آلیاژ تیتانیوم بزرگترین در بین آلیاژهای صنعتی رایج است. استحکام ویژه آلیاژ تیتانیوم 3.5 برابر فولاد ضد زنگ است. 1.3 برابر آلیاژ آلومینیوم؛ 1.7 برابر آلیاژ منیزیم است، بنابراین برای صنعت هوافضا ضروری است. از مصالح ساختاری

(2) مقاومت در برابر خوردگی عالی

غیرفعال شدن تیتانیوم به وجود یک فیلم اکسید بستگی دارد و مقاومت به خوردگی آن در محیط اکسید کننده بسیار بهتر از محیط احیا کننده است. نرخ بالای خوردگی در محیط های کاهش دهنده رخ می دهد. تیتانیوم در برخی محیط های خورنده مانند آب دریا، کلر مرطوب، محلول های کلریت و هیپوکلریت، اسید نیتریک، اسید کرومیک، کلریدهای فلزات، سولفیدها و اسیدهای آلی خورده نمی شود. با این حال، در محیط هایی که با تیتانیوم برای تولید هیدروژن واکنش می دهند (مانند اسید کلریدریک و اسید سولفوریک)، تیتانیوم به طور کلی دارای نرخ خوردگی بیشتری است. با این حال، اگر مقدار کمی اکسیدان به اسید اضافه شود، یک لایه غیرفعال بر روی سطح تیتانیوم تشکیل می شود. بنابراین، تیتانیوم در مخلوط اسید سولفوریک قوی- اسید نیتریک یا اسید کلریدریک- اسید نیتریک، حتی در اسید هیدروکلریک حاوی کلر آزاد، در برابر خوردگی مقاوم است. لایه محافظ اکسید تیتانیوم اغلب هنگام برخورد فلز با آب، حتی در مقادیر کمی آب یا بخار آب، تشکیل می شود. اگر تیتانیوم در معرض یک محیط به شدت اکسید کننده و بدون آب قرار گیرد، به سرعت اکسید می شود و به شدت واکنش نشان می دهد، اغلب حتی به طور خود به خود مشتعل می شود. چنین پدیده هایی در واکنش تیتانیوم با اسید نیتریک دوددار حاوی اکسید نیتروژن اضافی و با کلر خشک رخ داده است. بنابراین برای جلوگیری از چنین واکنش هایی باید مقدار مشخصی آب وجود داشته باشد.

(3) مقاومت در برابر حرارت خوب

معمولا آلومینیوم خواص اولیه خود را در دمای 150 درجه از دست می دهد، فولاد ضد زنگ در دمای 310 درجه خواص اولیه خود را از دست می دهد و آلیاژهای تیتانیوم هنوز خواص مکانیکی خوبی را در حدود 500 درجه حفظ می کنند. هنگامی که سرعت هواپیما به 2.7 برابر سرعت صوت می رسد، دمای سطح ساختار هواپیما به 230 درجه می رسد، آلیاژ آلومینیوم و آلیاژ منیزیم دیگر قابل استفاده نیست و آلیاژ تیتانیوم می تواند الزامات را برآورده کند. تیتانیوم مقاومت حرارتی خوبی دارد و در دیسک ها و تیغه های کمپرسورهای موتور هوا و پوست بدنه عقب هواپیما استفاده می شود.

(4) عملکرد خوب در دمای پایین

استحکام برخی از آلیاژهای تیتانیوم (مانند Ti-5AI-2.5SnELI) با کاهش دما افزایش می‌یابد، اما انعطاف‌پذیری چندان کاهش نمی‌یابد و همچنان در دماهای پایین انعطاف‌پذیری و چقرمگی خوبی دارد. بنابراین برای استفاده در دماهای بسیار پایین مناسب است. می توان از آن در موتورهای موشک هیدروژن مایع خشک و اکسیژن مایع یا به عنوان ظروف با دمای بسیار پایین و مخازن ذخیره سازی در فضاپیماهای سرنشین دار استفاده کرد.

(5) غیر مغناطیسی

تیتانیوم غیر مغناطیسی است، در بدنه زیردریایی ها استفاده می شود و باعث انفجار مین نمی شود.

(6) هدایت حرارتی کوچک

رسانایی حرارتی تیتانیوم کوچک است، فقط 1/5 فولاد، 1/13 آلومینیوم و 1/25 مس. رسانایی حرارتی ضعیف از معایب تیتانیوم است، اما این ویژگی تیتانیوم را می توان در کاربردهای خاصی مورد بهره برداری قرار داد.

(7) مدول الاستیک کم

مدول الاستیک تیتانیوم تنها 55 درصد از مدول الاستیک فولاد است که وقتی به عنوان یک ماده ساختاری استفاده می شود یک نقطه ضعف است.

(8) استحکام کششی به استحکام تسلیم بسیار نزدیک است

استحکام کششی آلیاژ تیتانیوم Ti-6AI{{1}V 960 مگا پاسکال و مقاومت تسلیم آن 892 مگا پاسکال است، تفاوت بین این دو تنها 58 مگا پاسکال است.

(9) تیتانیوم به راحتی در دمای بالا اکسید می شود

تیتانیوم دارای نیروی اتصال قوی با هیدروژن و اکسیژن است و باید به جلوگیری از اکسیداسیون و جذب هیدروژن توجه کرد. جوش تیتانیوم باید تحت حفاظت آرگون انجام شود تا از آلودگی جلوگیری شود. لوله ها و ورق های تیتانیوم باید تحت خلاء عملیات حرارتی شوند و در طول عملیات حرارتی فورجینگ های تیتانیوم، جو میکرو اکسید کننده باید کنترل شود.

(10) عملکرد ضد میرایی پایین

زنگ ها از تیتانیوم و سایر مواد فلزی (مس، فولاد) با همان شکل و اندازه ساخته شده اند. اگر به هر زنگ با همان نیروی ضربه بزنید، متوجه می شوید که زنگ ساخته شده از تیتانیوم برای مدت طولانی در نوسان است، یعنی انرژی داده شده به زنگ به راحتی با ضربه تلف نمی شود، بنابراین می گوییم که عملکرد میرایی تیتانیوم کم است

سه عملکرد ویژه تیتانیوم

(1) عملکرد حافظه شکل

به توانایی آلیاژ Ti{0}} درصد نیکل (اتمی) برای بازیابی شکل اولیه خود در شرایط دمایی خاص اشاره دارد که به آن آلیاژ حافظه شکل می گویند.

(2) تابع ابررسانا

به آلیاژ NbTi اشاره دارد. هنگامی که دما به نزدیک به صفر مطلق می رسد، سیم ساخته شده از آلیاژ NbTi مقاومت خود را از دست می دهد. هنگامی که جریان زیادی از آن عبور می کند، سیم گرم نمی شود و انرژی مصرف نمی کند. NbTi یک ماده ابررسانا نامیده می شود.

(3) عملکرد ذخیره سازی هیدروژن

به آلیاژ Ti{0}} درصد Fe (اتمی) اشاره دارد که توانایی جذب مقدار زیادی هیدروژن را دارد. با استفاده از این ویژگی TiFe می توان هیدروژن را با خیال راحت ذخیره کرد، یعنی برای ذخیره هیدروژن نیازی به استفاده از سیلندرهای گاز فشار قوی فولادی نیست. تحت شرایط خاصی، TiFe می تواند هیدروژن را نیز آزاد کند و TiFe ماده ذخیره انرژی نامیده می شود.

تلفن: به علاوه 8618992731201

فکس: 0917-3873009

پست الکترونیک: zhangjixia@bjygti.com

افزودن: 1502، بلوک A، ساختمان چوانگ یی

شماره 195، خیابان گاوکسین، منطقه توسعه فناوری پیشرفته، شهر بائوجی، شانشی، چین