Característiques i aplicacions de titani i aliatges de titani

Característiques i aplicacions de titani i aliatges de titani
El titani pur té una resistència baixa i un punt de fusió elevat, però té una alta resistència específica, una bona plasticitat i una resistència a baixa temperatura, una bona resistència a la corrosió i és fàcil de processar i donar forma. El titani pur té una excel·lent resistència a la corrosió a l'atmosfera i l'aigua de mar, i és estable en àcid sulfúric, àcid clorhídric, àcid nítric i altres mitjans. A mesura que la puresa del titani disminueix, la resistència augmenta i la plasticitat disminueix molt.
Té una activitat química extremadament alta i reacciona fortament amb Cl, O, S, C, N, etc. (a altes temperatures). En estat líquid, reacciona amb gairebé tots els gresols excepte ThO2. Només es pot fondre en un forn d'arc elèctric al buit.
Bona soldabilitat; bon rendiment d'estampació; però poca resistència al desgast; mòdul elàstic baix (120GPa), al voltant del 54% de ferro; baixa conductivitat tèrmica i coeficient d'expansió lineal. La seva conductivitat tèrmica és diverses vegades inferior a la del ferro, i és propens a gradients de temperatura i estrès tèrmic durant l'ús.

L'addició d'elements d'aliatge al titani pur millora i enforteix les seves propietats per formar un aliatge de titani, que té una alta resistència, resistència a la calor i resistència a la corrosió. Té propietats no magnètiques, característiques d'amortiment baix de les ones sonores i vibracions, bona biocompatibilitat i és compatible amb el carboni. Els materials compostos tenen una bona compatibilitat i tenen excel·lents propietats, com ara propietats superconductores, propietats de memòria de forma i d'absorció d'hidrogen. No obstant això, també tenen alguns inconvenients, com ara un processament difícil en calent, un rendiment de treball en fred pobre, una processabilitat de tall deficient i una resistència al desgast escassa.
Classificació d'aliatge de titani: -L'aliatge de titani té un bon rendiment a alta temperatura (<500℃), good structural stability, and good weldability. It is the main component of heat-resistant titanium alloy, but it cannot be strengthened by heat treatment, has low strength at room temperature, and low plasticity;
Aliatge de titani: alta resistència a temperatura ambient, es pot reforçar amb tractament tèrmic, però l'estructura no és prou estable; el rendiment de la soldadura és baix;
β-titanium alloy and near-β titanium alloy: have good plastic processing properties (quick cooling to obtain β structure), high mechanical properties (strength can be improved through aging), and have the greatest potential for the development of high-strength (tensile strength >1400-1500MPa) aliatges de titani. aliatge, però l'estabilitat estructural és deficient i la temperatura de treball és inferior a 200 graus
Actualment, només els plàstics reforçats amb fibra de carboni tenen una resistència específica més alta que els aliatges de titani, i els aliatges de titani són els materials metàl·lics amb la resistència específica més alta. Per tant, també s'anomena "metall espacial", que és la raó principal per la qual l'aliatge de titani s'utilitza àmpliament a la indústria de l'aviació. Per exemple, en els motors d'avions, els aliatges de titani s'utilitzen habitualment com a discs de compressor, pales de compressors, cobertes de motor, carcassa de cambra de combustió i tubs de raig.

Àrees d'aplicació de titani i aliatges de titani
Aeroespacial: components del motor a reacció, components del fuselatge, coets, satèl·lits, míssils i altres components
Pales de compressor i ventilador, discs, carcasses, pales de guia, eixos, tren d'aterratge, flaps, spoilers, motors
Nacelles, mampares, llargs d'ala, dipòsits de combustible, boosters
Química, petroquímica i indústria en general: electrolitzadors, reactors, vapors per clor-àlcali, carbonato de sosa, plàstics, petroquímics, metal·lúrgia, fabricació de sal i altres indústries
Columnes de destil·lació, concentradors, separadors, intercanviadors de calor, canonades, elèctrodes, etc.
Vaixell: casc de pressió submarí, hèlix, hèlix de raig d'aigua, sistema d'intercanvi de calor d'aigua de mar, bomba de vaixell (vàlvules i canonades)
Enginyeria marina: canonades per a la dessalinització d'aigua de mar, bombes, vàlvules, accessoris de canonades per a la perforació de petroli en alta mar, etc.
Biomedicina: articulacions artificials, implants dentals artificials i ortodòncia, marcapassos, stents cardiovasculars, instrumental quirúrgic, etc.
Material esportiu: caps de golf, raquetes de tennis, raquetes de bàdminton, tacs de billar, bastons de senderisme, bastons d'esquí, patins de gel, etc.
Necessitats diàries: marcs d'ulleres, rellotges, crosses, canyes de pescar, estris de cuina, estoigs de productes digitals, manualitats, decoracions, etc.
Construcció: Teulades, murs exteriors, decoracions, rètols, baranes, canonades, etc. d'edificis
Automòbil: sistemes d'escapament i silenciador d'automòbils, molles de càrrega, bielles i cargols, etc.