دو ویژگی عالی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم

آلیاژهای تیتانیوم و تیتانیوم دو ویژگی عالی دارند: استحکام ویژه بالا و مقاومت در برابر خوردگی عالی، به همین دلیل است که آلیاژهای تیتانیوم در صنایع هوافضا، صنایع شیمیایی، مهندسی پزشکی و صنایع اوقات فراغت ترجیح داده می شوند.

استحکام خاص و عملکرد در دمای بالا:

فلزات از نظر چگالی بسیار متفاوت هستند. لیتیوم کمترین چگالی را با 0.5 گرم بر سانتی متر-3 دارد، در حالی که اوسمیم و ایریدیوم با 22.5 گرم در سانتی متر-3 دارای بیشترین چگالی هستند. چگالی 5g/cm{7}} نقطه تقسیم بین فلزات سبک و فلزات سنگین است، بنابراین تیتانیوم با چگالی 4.51g/cm{10}} سنگین‌ترین فلز سبک است. اگرچه چگالی تیتانیوم دو برابر آلومینیوم (یک فلز سبک معمولی) است، اما فقط نیمی از چگالی آهن یا نیکل است (شکل 1.1).

فقط زیر 300 درجه، استحکام ویژه پلاستیک های تقویت شده با فیبر کربن بیشتر از آلیاژهای تیتانیوم است (شکل 1.2). در دماهای بالاتر، استحکام ویژه آلیاژهای تیتانیوم بسیار عالی است. با این حال، حداکثر دمای سرویس تیتانیوم توسط خواص اکسید کننده آن محدود می شود. از آنجایی که ترکیبات تیتانیوم-آلومینیوم می توانند تا حدی بر این نقص غلبه کنند، آنها به کانون توسعه آلیاژ تبدیل شده اند. آلیاژهای سنتی تیتانیوم با دمای بالا فقط در دماهای کمی بالاتر از 500 درجه قابل استفاده هستند، در حالی که آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم-آلومینیوم به طور مستقیم با فولادهای با دمای بالا توسعه یافته و سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل قابل مقایسه هستند (شکل 1.2).

مقاومت در برابر خوردگی:

تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. علاوه بر چند نمونه خلاصه شده در جدول زیر، حفظ یکپارچگی لایه اکسید تیتانیوم روی سطح تیتانیوم و آسیب نرسیدن به آن برای اطمینان از مقاومت در برابر خوردگی خوب بسیار مهم است. هنگامی که فیلم اکسید آسیب دیده است، حداقل فرصتی برای تعمیر وجود دارد. بنابراین تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم دارای مقاومت طولانی مدت در برابر خوردگی در اتمسفرهای اکسید کننده هستند و وجود مقدار کمی اکسیژن و آب برای تشکیل یک فیلم اکسید محافظ کافی است.

مقاومت به خوردگی تیتانیوم را می توان با افزودن فلزات بی اثر (اغلب پالادیوم و روتنیوم)، نیکل و مولیبدن یا با استفاده از بازدارنده های خوردگی در دستگاه بهبود بخشید. پایگاه داده های خوردگی گسترده اطلاعاتی در مورد خوردگی آلیاژهای خاص در محیط های مختلف ارائه می دهد.

لازم است که تیتانیوم در کاربردهای ساحلی/دریایی مقاومت در برابر خوردگی عالی داشته باشد. به دلایل مکانیکی، فناوری و خوردگی، سکوهای دریایی نسل جدید هزاران متر خط لوله انتقال و تامین آلیاژ تیتانیوم دارند.