Aliaje de titanprezintă proprietăți diferite în funcție de compoziția și structura lor. Titanul are două structuri cristaline: -titan, cu o rețea hexagonală sub 882 de grade și -titan, cu o structură cubică centrată pe corp peste 882 de grade. Prin adăugarea de elemente de aliere adecvate, conținutul de fază și temperaturile de tranziție pot fi manipulate pentru a obține diferite tipuri de aliaje de titan. La temperatura camerei, aliajele de titan pot fi clasificate în trei categorii.
1. Aliaj de titan: Acest aliaj monofazat constă din soluție solidă în fază. Își menține structura de fază atât la temperaturi normale, cât și la cele ridicate. Aliajul de titan prezintă o organizare stabilă, o rezistență mai mică la uzură în comparație cu titanul pur și o rezistență excelentă la oxidare. Deși își păstrează rezistența și rezistența la fluaj între 500-600 grade, nu poate fi consolidată prin tratament termic. Rezistența la temperatura camerei a aliajului de titan nu este deosebit de ridicată.
2. Aliaj de titan beta: Acest aliaj monofazat este compus din soluție solidă în fază. Are o rezistență ridicată chiar și fără tratament termic. În plus, aliajul poate fi întărit în continuare prin procese precum călirea și îmbătrânirea. Rezistența la tracțiune a aliajului de beta titan la temperatura camerei poate atinge 1372-1666 MPa.
3. Aliaj de titan alfa-beta: Acest aliaj duplex prezintă o performanță generală excelentă, inclusiv o bună stabilitate organizatorică, duritate, plasticitate și proprietăți de deformare la temperatură ridicată. Este potrivit pentru prelucrarea sub presiune la cald, stingerea și îmbătrânirea pentru a-și spori rezistența. Aliajul de titan alfa-beta tratat termic demonstrează o creștere de 50-100% a rezistenței în comparație cu starea de recoacere. Poate rezista la o funcționare pe termen lung la temperaturi de 400-500 grade și prezintă o stabilitate termică remarcabilă, pe locul doi după aliajul de alfa titan.
Dintre aceste trei tipuri de aliaje de titan, cele mai frecvent utilizate sunt aliajele de titan și aliajul de titan alfa-beta. În ceea ce privește prelucrabilitatea, aliajul de titan oferă performanțe mai bune, urmat de aliajul de titan alfa-beta, în timp ce aliajul de titan beta rămâne în urmă. Codurile corespunzătoare pentru aceste aliaje sunt TA pentru aliajul de titan, TB pentru aliajul de titan beta și TC pentru aliajul de titan alfa-beta.
Caracteristicile de performanță ale aliajelor de titan:
1. Rezistență ridicată: aliajele de titan au o densitate de aproximativ 4,51 g/cm³, ceea ce reprezintă doar 60% din oțel. Unele aliaje de titan de înaltă rezistență depășesc rezistența multor oțeluri structurale aliate. În consecință, rezistența specifică (rezistența/densitatea) aliajelor de titan o depășește pe cea a altor materiale structurale metalice. Aceste aliaje sunt ideale pentru fabricarea de componente ușoare, cu rezistență și rigiditate ridicate, cum ar fi piesele motoarelor de aeronave, scheletele, pielea, elementele de fixare și trenul de aterizare.
2. Rezistență termică ridicată: aliajele de titan pot rezista la temperaturi mai ridicate în comparație cu aliajele de aluminiu. Ele își pot menține rezistența necesară chiar și la temperaturi medii și prezintă o rezistență excepțională între 150-500 grade . În schimb, aliajele de aluminiu experimentează o reducere semnificativă a rezistenței la 150 de grade. Intervalul de temperatură de lucru al aliajelor de titan se extinde până la 500 de grade, în timp ce aliajele de aluminiu sunt limitate la temperaturi sub 200 de grade.
3. Rezistență excelentă la coroziune: Aliajele de titan au o rezistență superioară la coroziune în atmosfere umede și apă de mare, depășind oțelul inoxidabil. Ele prezintă o rezistență robustă la coroziune prin pitting, coroziune acidă și coroziune sub tensiune. Aliajele de titan demonstrează, de asemenea, o rezistență excelentă la alcaline, cloruri, substanțe organice clor, acid azotic, acid sulfuric etc. Cu toate acestea, ele prezintă o rezistență slabă la coroziune la mediile reducătoare care conțin oxigen și săruri de crom.
4. Performanță bună la temperatură joasă: aliajele de titan își mențin proprietățile mecanice chiar și la temperaturi scăzute și ultra-scăzute. Datorită coeficientului lor scăzut de dilatare termică, anumite aliaje de titan, cum ar fi TA7, păstrează un grad de plasticitate chiar și la -253 grade . Astfel, aliajele de titan sunt materiale structurale cruciale pentru aplicații la temperaturi scăzute.
5. Activitate chimică semnificativă: Titanul prezintă o activitate chimică ridicată, reacționând puternic cu elementele atmosferice precum oxigenul, azotul, hidrogenul, monoxidul de carbon, dioxidul de carbon, vaporii de apă și amoniacul. De exemplu, când conținutul de carbon depășește 0,2%, în aliaj se formează carburi dure de titan (TiC). În mod similar, la temperaturi mai ridicate, reacția cu azotul duce la formarea unor straturi de suprafață de nitrură de titan dur (TiN). Titanul absoarbe cu ușurință oxigenul peste 600 de grade, ducând la formarea unui strat întărit. În plus, conținutul crescut de hidrogen poate duce la dezvoltarea unui strat fragil. Aceste reacții pot provoca fenomene de aderență cu suprafețele de frecare.
6. Conductivitate și elasticitate termică scăzute: Titanul are o conductivitate termică scăzută (aproximativ 15,24 W/(m·K)). Conductivitatea sa termică este de aproximativ 1/4 de nichel, 1/5 de fier și 1/14 de aluminiu. Aliajele de titan prezintă o conductivitate termică și mai mică în comparație cu titanul pur.
A lua legatura:
Dacă aveți întrebări, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați. Program de lucru: 8:30 - 17:30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
