Характеристика та застосування титану та титанових сплавів

Характеристика та застосування титану та титанових сплавів
Чистий титан має низьку міцність і високу температуру плавлення, але має високу питому міцність, добру пластичність і в'язкість при низьких температурах, добру стійкість до корозії, його легко обробляти і формувати. Чистий титан має чудову стійкість до корозії в атмосфері та морській воді, а також стабільний у сірчаній кислоті, соляній кислоті, азотній кислоті та інших середовищах. Зі зниженням чистоти титану міцність зростає, а пластичність значно знижується.
Він має надзвичайно високу хімічну активність і сильно реагує з Cl, O, S, C, N тощо (при високих температурах). У рідкому стані він реагує майже з усіма тиглями, крім ThO2. Його можна виплавити тільки у вакуумній електродуговій печі.
Хороша зварюваність; хороші характеристики штампування; але погана зносостійкість; низький модуль пружності (120 ГПа), близько 54% ​​заліза; низька теплопровідність і коефіцієнт лінійного розширення. Його теплопровідність у кілька разів нижча, ніж у заліза, і він схильний до температурних перепадів і теплового стресу під час використання.

Додавання легуючих елементів до чистого титану покращує і зміцнює його властивості з утворенням титанового сплаву, який має високу міцність, термостійкість і стійкість до корозії. Має немагнітні властивості, низькі характеристики демпфування звукових хвиль і вібрацій, хорошу біосумісність, сумісний з вуглецем. Композитні матеріали мають хорошу сумісність і чудові властивості, такі як властивості надпровідності, пам’яті форми та властивості поглинання водню. Однак вони також мають деякі недоліки, такі як важка гаряча обробка, погана продуктивність холодної обробки, погана технологічність різання та погана зносостійкість.
Класифікація титанового сплаву: - Титановий сплав має хороші високотемпературні характеристики (<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;
титановий сплав: висока міцність при кімнатній температурі, можна зміцнити термообробкою, але структура недостатньо стабільна; низька продуктивність зварювання;
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 >1400-1500МПа) титанові сплави. сплав, але структурна стабільність погана, а робоча температура нижче 200 градусів
В даний час тільки армовані вуглецевим волокном пластики мають вищу питому міцність, ніж титанові сплави, а титанові сплави є металевими матеріалами з найвищою питомою міцністю. Тому його ще називають «космічним металом», що є основною причиною широкого використання титанового сплаву в авіаційній промисловості. Наприклад, в авіаційних двигунах титанові сплави зазвичай використовуються як компресорні диски, компресорні лопаті, кришки двигунів, кожухи камер згоряння та реактивні труби.

Області застосування титану та титанових сплавів
Аерокосмічна промисловість: компоненти реактивних двигунів, компоненти фюзеляжу, ракети, супутники, ракети та інші компоненти
Лопаті компресора та вентилятора, диски, кожухи, направляючі лопатки, вали, шасі, закрилки, спойлери, двигуни
Мотогондола, перегородки, лонжерони, паливні баки, прискорювачі
Хімія, нафтохімія та загальна промисловість: електролізери, реактори, відпарювачі для хлорно-лужної, кальцинованої соди, пластмас, нафтохімії, металургії, солеваріння та інших галузей промисловості
Ректифікаційні колони, концентратори, сепаратори, теплообмінники, труби, електроди та ін.
Корабель: напірний корпус підводного човна, гвинт, водометний гвинт, система теплообміну морської води, судновий насос (клапани та труби)
Морська техніка: трубопроводи для опріснення морської води, насоси, клапани, трубопровідна арматура для морського буріння нафти тощо.
Біомедицина: штучні суглоби, штучні зубні імплантати та ортодонтія, кардіостимулятори, серцево-судинні стенти, хірургічні інструменти тощо.
Спортивний інвентар: головки для гольфу, ракетки для тенісу, ракетки для бадмінтону, киї для більярду, палиці для туризму, лижні палиці, ковзани тощо.
Щоденні речі: оправи для окулярів, годинники, милиці, вудки, кухонне начиння, футляри для цифрових продуктів, вироби ручної роботи, прикраси тощо.
Будівництво: дахи, зовнішні стіни, прикраси, вивіски, перила, труби тощо будівель
Автомобільні: автомобільні вихлопні та глушники, несучі ресори, шатуни та болти та ін.