Titan in njegove lastnosti

Titan je kovinski kemijski element, kemijski simbol Ti, atomsko število 22, spada med ognjevarne redke neželezne kovine.

Lastnosti titana in vsebovane ogljik, vodik, kisik in druge nečistoče, vsebnost nečistoč najčistejšega titanovega jodida ne presega 0.1%, vendar je njegova trdnost nizka, visoka plastičnost. Lastnosti 99,5 % industrijskega čistega titana so: gostota P=4.5g/cm3, tališče 1800 stopinj C, toplotna prevodnost λ=15.24W / (MK), natezna trdnost σ b {{10} }MPa, raztezek: δ=25%, presečni raztezek: δ =25%, presečni krčekψ=25%, elastični dotik E=1.078×105MPa, trdota HB195.

Titan je srebrno-bela prehodna kovina, za katero so značilne nizka gostota, visoko tališče, visoka specifična trdnost, odpornost proti koroziji, zmogljivost pri visokih in nizkih temperaturah, nemagneten, nestrupen in biokompatibilen. Med njimi je še posebej pomembna visoka trdnost, visoka trdnost titanove zlitine in visoko trdno jeklo, vendar je gostota skoraj polovica manjša. Poleg tega imajo titan in zlitine tudi spomin oblike, superprevodnost in shranjevanje vodika ter druge lastnosti.

Lastnosti titana

Visoka trdnost: 1,3-krat večja od aluminijevih zlitin, 1,6-krat večja od magnezijevih zlitin, 3,5-krat večja od nerjavečega jekla, prvak med kovinskimi materiali. Gostota titanove zlitine je na splošno okoli 4,5 g/cm3, le 60 % jekla, trdnost čistega titana je blizu trdnosti navadnega jekla, nekatere visoko trdne titanove zlitine presegajo trdnost številnih legiranih konstrukcijskih jekel, zato titanove zlitine kot trdnost (trdnost / gostota) je veliko večja od drugih kovinskih konstrukcijskih materialov, lahko je izdelana iz enote visoke trdnosti, žilavosti, lahkih delov in komponent, v konstrukcijskih delih letalskega motorja, okostju, koži, v strukturi letalskega motorja, okostju , koža, pritrdilni elementi in podvozje itd. se uporabljajo iz titanove zlitine.

Visoka toplotna trdnost: uporaba temperature kot pri aluminijevi zlitini je nekaj sto stopinj višja, pri srednji temperaturi lahko še vedno ohrani zahtevano trdnost, lahko je pri 450-500 stopinjah C temperatura dolgotrajnega dela.

Dobra odpornost proti koroziji: odporen na kislinsko, alkalno in atmosfersko korozijo, s posebno močno odpornostjo proti luknjičasti in napetostni koroziji. Titanove zlitine v vlažnem ozračju in medijih z morsko vodo delujejo, druga odpornost proti koroziji je veliko boljša od nerjavečega jekla; luknjičasta, kislinska korozija, napetostna korozijska odpornost je še posebej močna, alkalijski, kloridni, klorni organski predmeti, dušikova kislina, žveplova kislina itd. imajo odlično korozijsko odpornost, vendar ima titan redukcijsko odpornost na kisik in kromove soli, korozijska odpornost je slaba.

Dobra zmogljivost pri nizkih temperaturah: titanova zlitina TA7 z zelo nizkimi intersticijskimi elementi lahko ohrani določeno stopnjo plastičnosti pri -253 stopnji. Titanova zlitina pri nizkih in ultranizkih temperaturah lahko še vedno ohrani svoje mehanske lastnosti, zmogljivost pri nizkih temperaturah je dobra, vmesni elementi zelo nizke titanove zlitine, kot je TA7, pri -253 stopinjah C lahko tudi ohranijo določeno stopnjo plastičnosti, zato je industrija titanovih zlitin pomemben nizkotemperaturni strukturni material.

Kemična aktivnost: visoka kemična aktivnost pri visokih temperaturah, zlahka z vodikom, kisikom in drugimi plinastimi nečistočami v kemični reakciji zraka, da se ustvari utrjena plast. Kemična aktivnost titana je velika in atmosfera O, N, H, CO, CO2, vodna para, amoniak itd. povzroči močno kemično reakcijo. Ko je vsebnost ogljika večja od 0,2 %, bo v titanovi zlitini nastal trd TiC; pri višjih temperaturah bo z delovanjem N nastala trda površinska plast TiN. Nad 600 stopinjami titan absorbira kisik in tvori utrjeno plast z visoko trdoto; povečanje vsebnosti vodika bo prav tako tvorilo krhko plast. Globina trde in krhke površinske plasti, ki je posledica absorpcije plina, je lahko do 0.1-0.15 mm, s stopnjo utrjevanja 20-30%. Kemična afiniteta titana je prav tako velika, enostavna s fenomenom oprijema, ki ga povzroča torna površina.

Toplotna prevodnost je majhna, elastični dotik majhen: toplotna prevodnost titana λ=15.2W / (M, K) je približno 1/4 niklja, železa 5/1, aluminija 1/14 in različnih titanovih zlitin kot titanov koeficient toplotne prevodnosti toplotne prevodnosti titanove zlitine je približno 50 % nižji, titanove zlitine se elastično dotikajo približno 1/2 jekla, zato je njegova togost slaba, zlahka se deformira, ni primerna za izdelavo dolgih tankih palic in tankostenski deli, rezanje, strojna obdelava površina odboja je velika, približno 2-3-krat, zaradi česar se površina oprime torne površine. Iz nerjavečega jekla 2-3-krat, kar ima za posledico intenzivno trenje, oprijem in obrabo vezi zadnje površine rezila orodja.