Introduktion til Titanium Alloy Egenskaber
Titaniumlegeringer er en klasse af metaller, kendetegnet ved deres ydeevne, som er påvirket af tilstedeværelsen af urenheder såsom kulstof, nitrogen, brint og oxygen. Den reneste form for titanium har et urenhedsindhold på mindre end 0,1 %, hvilket resulterer i høj plasticitet, men lav styrke. Industrielt rent titanium, med en renhed på 99,5%, udviser følgende egenskaber: massefylde (ρ) på 4,5 g/cm3, smeltepunkt på 1725 grader, termisk ledningsevne (λ) på 15,24 W/(m·K), trækstyrke ( σb) på 539 MPa, forlængelse (δ) på 25 %, sektionskrympning (ψ) på 25 %, elasticitetsmodul (E) på 1,078×105 MPa og en hårdhed (HB) på 195.
1. Lav massefylde og høj styrke: Højstyrke titanlegeringer har typisk en densitet på ca. 4,5 g/cm3, hvilket kun er 60 % af stål. Rent titanium udviser en styrke, der kan sammenlignes med almindeligt stål, mens visse højstyrke titanlegeringer overgår styrken af mange legerede konstruktionsstål. Som følge heraf besidder titanlegeringer en væsentlig højere specifik styrke (styrke/densitetsforhold) end andre metalkonstruktionsmaterialer. Denne egenskab tillader produktion af letvægtsdele og komponenter med høj enhedsstyrke, stivhed og holdbarhed. Titaniumlegeringer finder anvendelse i motorkomponenter, skeletter, skind, fastgørelseselementer og landingsstel.
2. Høj termisk styrke: Titaniumlegeringer kan bevare deres krævede styrke ved forhøjede temperaturer og overgå aluminiumlegeringernes evner med flere hundrede grader Celsius. Mellem 150 grader og 500 grader bevarer de deres høje specifikke styrke, hvorimod aluminiumslegeringer ser et bemærkelsesværdigt fald i specifik styrke ved 150 grader. Titaniumlegeringer kan fungere ved temperaturer op til 500 grader, hvorimod aluminiumslegeringer er begrænset til temperaturer under 200 grader.
3. Fremragende korrosionsbestandighed: Titaniumlegeringer udviser overlegen korrosionsbestandighed sammenlignet med rustfrit stål i fugtige atmosfærer og havvandsmiljøer. De udmærker sig især ved at modstå grubetæring, syrekorrosion og spændingskorrosion. Derudover har titanlegeringer bemærkelsesværdig modstand mod svovlsyre, salpetersyre, chlorider og klorerede organiske forbindelser. Men i faldende oxygen- og kromsaltforhold har titanium en lav korrosionsbestandighed.
4. God ydeevne ved lav temperatur: Titaniumlegeringer bevarer deres mekaniske egenskaber ved lave og ultralave temperaturer. Visse titanlegeringer, såsom TA7, klarer sig exceptionelt godt ved lave temperaturer og bevarer noget af deres plasticitet selv ved -253 grader. Derfor er titanlegeringer afgørende strukturelle materialer til lavtemperaturapplikationer.
5. Kemisk reaktivitet: Titanium udviser betydelig kemisk aktivitet, idet det let reagerer med oxygen, nitrogen, brint, kulilte, kuldioxid, vanddamp og ammoniakgas til stede i atmosfæren. Hårdt TiC dannes i titanlegeringer ved højere kulstofindhold (over 0,2 %). Når TiN interagerer med nitrogen ved høje temperaturer, dannes et hårdt overfladelag. Titanium absorberer ilt over 600 grader, hvilket resulterer i dannelsen af et hærdet lag med høj hårdhed. Øget brintindhold fører til dannelsen af et skørhedslag. Dybden af den hærdede skøre overflade forårsaget af gasabsorption kan nå 0,1-0,15 mm, med en hærdningsgrad på 20%-30%. Titanium udviser også en betydelig kemisk affinitet, der let danner vedhæftning med friktionsoverflader.
6. Termisk ledningsevne og elasticitetsmodul: Titanium har lav varmeledningsevne, cirka en fjerdedel af nikkel, en femtedel af jern og en fjerdedel af aluminium. Den termiske ledningsevne af forskellige titanlegeringer er cirka 50 % lavere sammenlignet med rent titaniums. Fordi titanlegeringer har et elasticitetsmodul, der er omkring halvdelen af stål, er de mindre stive og mere tilbøjelige til at deformeres. Som følge heraf skal tynde stænger og komponenter med tynde vægge undgås, da skære- og bearbejdningsoverflader har en stor mængde rebound-volumen - omtrent to til tre gange så stor som rustfrit stål. Dette tilbageslag kan forårsage intens friktion, vedhæftning og bindingsslid på værktøjets overflade.
Titaniumlegeringer er sammensat af titanium som basismetal, suppleret med andre elementer. Der findes to typer titaniumkrystalstrukturer - titanium, som udviser en tætpakket sekskantet struktur under 882 grader, og -titanium, som har en kropscentreret kubisk struktur over 882 grader.
Kontakt:
Hvis du har spørgsmål, er du velkommen til at kontakte os. Arbejdstid: 8.30 til 17.30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
