Аналіз продуктивності металевого титану

Як правило, алюміній втрачає свої первинні властивості при 150 градусах, нержавіюча сталь втрачає свої початкові властивості при 310 градусах, а титанові сплави все ще зберігають хороші механічні властивості приблизно при 500~600 градусах. Коли швидкість літака досягає 2,7 Маха, температура поверхні конструкції літака досягає 230 градусів. Алюмінієві та магнієві сплави більше не доступні, але титанові сплави можуть відповідати вимогам. Титан має хорошу термостійкість і використовується в дисках і лопатях компресорів авіаційних двигунів і в обшивці задньої частини фюзеляжу літаків.

Міцність деяких титанових сплавів (наприклад, Ti-5Al-2.5SnELI) зростає зі зниженням температури, але пластичність незначно зменшується. Він все ще має хорошу пластичність і міцність при низьких температурах і підходить для використання при наднизьких температурах. Його можна використовувати в ракетних двигунах на рідкому водні та рідкому кисні, або як наднизькотемпературні контейнери та резервуари для зберігання на пілотованих космічних кораблях.

Титан сам по собі немагнітний, і титанові сплави, які не містять заліза, також немагнітні, тому магнітних перешкод можна ефективно уникнути. Використовується для снарядів підводних човнів і не викликає вибухів мін. Крім того, що він використовується в національній обороні, військово-повітряних силах і виробництві зброї, він також широко використовується в залізничній техніці, зв'язку, аерокосмічній галузі, авіації, високотехнологічних лабораторіях, лікарнях (сканування, рентген, магнітно-резонансна томографія, електрокардіограми, електронно-променеві трубки), медицина, ядерна промисловість, ядерний магнітний резонанс, магнітний спектрометр, магніт високого Тесла, роботи на відкритому повітрі, будівництво доків, дайвінг, хімічна промисловість, протипожежний захист, опріснення, суднобудування, морські нафтові та газові платформи, соляна промисловість тощо.

Теплопровідність титанового сплаву мала, тобто він швидко нагрівається і повільно проводить тепло. Його теплопровідність становить лише 1/5 сталі, 1/13 алюмінію та 1/25 міді. Погана теплопровідність є недоліком титану, але цю властивість титану можна використовувати в деяких випадках.

Модуль пружності титану лише вдвічі менший, ніж у сталі. При використанні в якості конструкційного матеріалу його низький модуль пружності є недоліком і він схильний до прогину.

Міцність на розрив і текучість титану

Міцність на розрив титанового сплаву Ti-6Al-4V становить 960 МПа, а межа текучості — 892 МПа. Різниця між ними лише 58 МПа. Ця характеристика змушує титан виробляти велику віддачу під час обробки, яку необхідно подолати.

Титан має сильну силу зв'язку з воднем і киснем. Слід бути обережним, щоб запобігти окисленню та поглинанню водню. Зварювання титану слід проводити під захистом аргону, щоб запобігти забрудненню. Титанові труби та пластини необхідно термічно обробляти під вакуумом, а атмосферу мікроокислення необхідно контролювати під час термічної обробки титанових поковок.

Ідентичні за формою і розміром годинники виготовляють з титану та інших металевих матеріалів (мідь, сталь). Коли в різні дзвони били з однаковою силою, ми виявили, що звук тривав довше, коли дзвін, виготовлений із титану, коливався, тобто енергія, надана дзвону від удару, не зникала легко, що вказує на те, що титан має нижчі демпфірувальні властивості і може бути використаним Виготовлення різноманітних музичних інструментів.

Функція пам'яті форми титану, функція надпровідності та функція поглинання водню називаються трьома спеціальними функціями титану та титанових сплавів.

Титанова функція пам'яті форми

Певна частка сплаву Ti-Ni може відновлювати свою початкову форму за певних температурних умов, тобто має функцію пам’яті форми. Цей матеріал називають сплавом з пам'яттю форми. Сьогодні сплави з пам'яттю форми широко використовуються в аерокосмічній, морській, збройній, медичній та промисловій сферах.

Коли температура падає майже до нуля, дроти з ніобій-титанового сплаву втрачають опір і стають надпровідними. При проходженні будь-якого великого струму провід не буде нагріватися і не споживатиме енергії. Nb-Ti називають надпровідним матеріалом.

Певна частка сплаву Ti-Fe має здатність поглинати велику кількість водню. Використовуючи цю характеристику, можна безпечно зберігати водень, і за певних умов збережений сплав Ti-Fe можна використовувати для вивільнення водню, що є альтернативою використанню сталевих газових балонів високого тиску для зберігання водню. Ця властивість називається функцією поглинання водню титану, а матеріали з цією функцією називаються матеріалами для зберігання енергії.