Titanium legeringerudviser forskellige egenskaber baseret på deres sammensætning og struktur. Titanium har to krystalstrukturer: -titanium, med et sekskantet gitter under 882 grader, og -titanium, med en kropscentreret kubisk struktur over 882 grader. Ved at tilføje passende legeringselementer kan faseindholdet og overgangstemperaturerne manipuleres for at opnå forskellige titanlegeringstyper. Ved stuetemperatur kan titanlegeringer klassificeres i tre kategorier.
1. Titanium legering: Denne enfasede legering består af -faset fast opløsning. Den bevarer sin -fasestruktur ved både normale og forhøjede temperaturer. Titanlegeringen udviser stabil organisation, lavere slidstyrke sammenlignet med rent titanium og fremragende oxidationsmodstand. Selvom det bevarer sin styrke og krybemodstand mellem 500-600 grader, kan det ikke styrkes gennem varmebehandling. Stuetemperaturstyrken af titanlegering er ikke særlig høj.
2. Beta titanium legering: Denne enfasede legering er sammensat af -faset fast opløsning. Den har høj styrke selv uden varmebehandling. Desuden kan legeringen styrkes yderligere gennem processer som bratkøling og ældning. Trækstyrken af beta-titanium-legering ved stuetemperatur kan nå op på 1372-1666 MPa.
3. Alfa-beta titanlegering: Denne duplekslegering udviser fremragende generel ydeevne, herunder god organisatorisk stabilitet, sejhed, plasticitet og deformationsegenskaber ved høje temperaturer. Den er velegnet til varmtryksbearbejdning, bratkøling og ældning for at forbedre dens styrke. Den varmebehandlede alfa-beta titanlegering viser en 50-100 % stigning i styrke sammenlignet med den udglødede tilstand. Den kan modstå langtidsdrift ved temperaturer på 400-500 grader og udviser bemærkelsesværdig termisk stabilitet, kun næst efter alfa-titanium-legering.
Blandt disse tre typer titanlegeringer er de mest almindeligt anvendte titanlegeringer og alfa-beta titanlegeringer. Med hensyn til bearbejdelighed giver titanlegering bedre ydeevne, efterfulgt af alfa-beta titanlegering, mens beta titanlegering halter bagefter. De tilsvarende koder for disse legeringer er TA for titanlegering, TB for beta titanlegering og TC for alfa-beta titanlegering.
Ydeevnekarakteristika for titaniumlegeringer:
1. Høj styrke: Titaniumlegeringer har en densitet på ca. 4,51 g/cm³, hvilket kun er 60 % af stål. Nogle højstyrke titanlegeringer overgår styrken af mange legerede konstruktionsstål. Som følge heraf overstiger den specifikke styrke (styrke/densitet) af titanlegeringer styrken af andre metalkonstruktionsmaterialer. Disse legeringer er ideelle til fremstilling af letvægtskomponenter med høj styrke og stivhed, såsom flymotordele, skeletter, skind, fastgørelsesanordninger og landingsstel.
2. Høj termisk styrke: Titanium legeringer kan modstå højere temperaturer sammenlignet med aluminiumslegeringer. De kan bevare deres nødvendige styrke selv ved middeltemperaturer og udviser enestående styrke mellem 150-500 grader. I modsætning hertil oplever aluminiumslegeringer betydelig styrkereduktion ved 150 grader. Arbejdstemperaturområdet for titanlegeringer strækker sig op til 500 grader, mens aluminiumslegeringer er begrænset til temperaturer under 200 grader.
3. Fremragende korrosionsbestandighed: Titaniumlegeringer besidder overlegen korrosionsbestandighed i fugtige atmosfærer og havvand, og klarer sig bedre end rustfrit stål. De udviser robust modstand mod grubetæring, syrekorrosion og spændingskorrosion. Titaniumlegeringer udviser også fremragende modstandsdygtighed over for alkalier, chlorider, organiske klorstoffer, salpetersyre, svovlsyre osv. De udviser imidlertid dårlig korrosionsbestandighed over for reducerende miljøer indeholdende oxygen og kromsalte.
4. God ydeevne ved lav temperatur: Titaniumlegeringer bevarer deres mekaniske egenskaber selv ved lave og ultralave temperaturer. På grund af deres lave termiske udvidelseskoefficient bevarer visse titanlegeringer, såsom TA7, en grad af plasticitet selv ved -253 grad . Titaniumlegeringer er således afgørende strukturelle materialer til lavtemperaturapplikationer.
5. Betydelig kemisk aktivitet: Titanium udviser høj kemisk aktivitet og reagerer stærkt med atmosfæriske elementer som oxygen, nitrogen, brint, kulilte, kuldioxid, vanddamp og ammoniak. For eksempel, når kulstofindholdet overstiger 0,2 %, dannes hårde titaniumcarbider (TiC) i legeringen. Tilsvarende fører reaktionen med nitrogen ved højere temperaturer til dannelsen af hårde titaniumnitrid (TiN) overfladelag. Titanium absorberer let ilt over 600 grader, hvilket resulterer i dannelsen af et hærdet lag. Derudover kan øget brintindhold føre til udviklingen af et skørt lag. Disse reaktioner kan forårsage adhæsionsfænomener med friktionsoverflader.
6. Lav termisk ledningsevne og elasticitet: Titanium har lav varmeledningsevne (ca. 15,24 W/(m·K)). Dens varmeledningsevne er omkring 1/4 af nikkel, 1/5 af jern og 1/14 af aluminium. Titaniumlegeringer udviser endnu lavere varmeledningsevne sammenlignet med rent titanium.
Kontakt:
Hvis du har spørgsmål, er du velkommen til at kontakte os. Arbejdstid: 8.30 til 17.30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
