Două proprietăți excelente ale titanului și aliajelor de titan

Titanul și aliajele de titan au două proprietăți excelente: rezistență specifică ridicată și rezistență excelentă la coroziune, motiv pentru care aliajele de titan sunt preferate în industria aerospațială, industria chimică, inginerie medicală și industriile de agrement.

Rezistență specifică și performanță la temperatură ridicată:

Metalele variază foarte mult ca densitate. Litiul are cea mai mică densitate la 0,5 g/cm-3, în timp ce osmiul și iridiul au cea mai mare densitate la 22,5 g/cm-3. Densitatea de 5 g/cm-3 este punctul de despărțire dintre metalele ușoare și metalele grele, astfel încât titanul cu o densitate de 4,51 g/cm-3 este cel mai greu metal ușor. Deși titanul este de două ori mai dens decât aluminiul (un metal ușor tipic), este doar aproximativ jumătate mai dens decât fierul sau nichelul (Fig. 1.1).

Numai sub 300 de grade, rezistența specifică a materialelor plastice armate cu fibră de carbon este mai mare decât cea a aliajelor de titan (Figura 1.2). La temperaturi mai ridicate, rezistența specifică a aliajelor de titan este deosebit de excelentă. Cu toate acestea, temperatura maximă de serviciu a titanului este limitată de proprietățile sale de oxidare. Deoarece compușii titan-aluminiu pot depăși parțial acest neajuns, ei au devenit centrul dezvoltării aliajelor. Aliajele tradiționale de titan la temperatură înaltă pot fi utilizate numai la temperaturi puțin mai mari de 500 de grade, în timp ce aliajele pe bază de titan-aluminiu sunt direct comparabile cu oțelurile la temperatură înaltă bine dezvoltate și cu superaliajele pe bază de nichel (Figura 1.2).

Rezistență la coroziune:

Titanul și aliajele de titan au o rezistență bună la coroziune. Pe lângă câteva exemple rezumate în tabelul de mai jos, este foarte important să se mențină integritatea peliculei de oxid de titan pe suprafața de titan și să nu fie deteriorată pentru a-i asigura o bună rezistență la coroziune; odată ce filmul de oxid este deteriorat, cel puțin există șansa de a obține o reparație. Prin urmare, titanul și aliajele de titan au rezistență la coroziune pe termen lung în atmosfere oxidante, iar prezența unei cantități mici de oxigen și apă este suficientă pentru a forma o peliculă de oxid de protecție.

Rezistența la coroziune a titanului poate fi îmbunătățită prin adăugarea de metale inerte (adesea paladiu și ruteniu), nichel și molibden sau prin utilizarea inhibitorilor de coroziune în mașină. Bazele de date extinse de coroziune oferă informații despre coroziunea unor aliaje specifice în diferite medii.

Titanul este necesar pentru a avea o rezistență excelentă la coroziune în aplicații de coastă/offshore. Din motive de mecanică, tehnologie și coroziune, platformele offshore de nouă generație au mii de metri de conducte de transmisie și alimentare din aliaj de titan.