Titanyum alaşımlarıbileşimlerine ve yapılarına göre farklı özellikler gösterirler. Titanyumun iki kristal yapısı vardır: -882 derecenin altında altıgen kafesli titanyum ve -882 derecenin üzerinde vücut merkezli kübik yapıya sahip titanyum. Uygun alaşım elementleri eklenerek, faz içeriği ve geçiş sıcaklıkları çeşitli titanyum alaşımı türlerini elde etmek üzere değiştirilebilir. Oda sıcaklığında titanyum alaşımları üç kategoriye ayrılabilir.
1. Titanyum alaşımı: Bu tek fazlı alaşım, -fazlı katı çözeltiden oluşur. Hem normal hem de yüksek sıcaklıklarda faz yapısını korur. Titanyum alaşımı kararlı bir organizasyona, saf titanyuma kıyasla daha düşük aşınma direncine ve mükemmel oksidasyon direncine sahiptir. 500-600 derece arasında mukavemetini ve sürünme mukavemetini korusa da ısıl işlemle güçlendirilemez. Titanyum alaşımının oda sıcaklığındaki dayanımı özellikle yüksek değildir.
2. Beta Titanyum Alaşımı: Bu tek fazlı alaşım, fazlı katı çözeltiden oluşur. Isıl işlem görmeden bile yüksek mukavemete sahiptir. Ayrıca alaşım, su verme ve yaşlandırma gibi işlemlerle daha da güçlendirilebilir. Beta titanyum alaşımının oda sıcaklığında gerilme mukavemeti 1372-1666 MPa'ya ulaşabilir.
3. Alfa-Beta Titanyum Alaşımı: Bu dubleks alaşım, iyi organizasyonel stabilite, tokluk, plastisite ve yüksek sıcaklıkta deformasyon özellikleri de dahil olmak üzere mükemmel bir genel performans sergiler. Gücünü arttırmak için sıcak basınçla işleme, söndürme ve yaşlandırma için çok uygundur. Isıl işleme tabi tutulmuş alfa-beta titanyum alaşımı, tavlanmış duruma kıyasla mukavemette %50-100 artış gösterir. 400-500 derecelik sıcaklıklarda uzun süreli çalışmaya dayanabilir ve alfa titanyum alaşımından sonra ikinci sırada dikkate değer bir termal stabilite sergiler.
Bu üç tip titanyum alaşımı arasında en yaygın kullanılanları titanyum alaşımı ve alfa-beta titanyum alaşımıdır. İşlenebilirlik açısından titanyum alaşımı daha iyi performans sunarken onu alfa-beta titanyum alaşımı takip ederken beta titanyum alaşımı geride kalıyor. Bu alaşımlara karşılık gelen kodlar, titanyum alaşımı için TA, beta titanyum alaşımı için TB ve alfa-beta titanyum alaşımı için TC'dir.
Titanyum Alaşımlarının Performans Özellikleri:
1. Yüksek Mukavemet: Titanyum alaşımları yaklaşık 4,51 g/cm³ yoğunluğa sahiptir, bu da çeliğin yalnızca %60'ıdır. Bazı yüksek mukavemetli titanyum alaşımları, birçok alaşımlı yapı çeliğinin mukavemetini aşmaktadır. Sonuç olarak, titanyum alaşımlarının spesifik mukavemeti (mukavemet/yoğunluk) diğer metal yapı malzemelerininkini aşmaktadır. Bu alaşımlar, uçak motoru parçaları, iskeletler, kaplamalar, bağlantı elemanları ve iniş takımları gibi yüksek mukavemetli ve sertliğe sahip hafif bileşenlerin üretimi için idealdir.
2. Yüksek Isıl Dayanım: Titanyum alaşımları, alüminyum alaşımlarına kıyasla daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Orta sıcaklıklarda dahi gerekli mukavemetini koruyabilmekte ve 150-500 derece arasında olağanüstü mukavemet sergileyebilmektedir. Buna karşılık, alüminyum alaşımları 150 derecede önemli bir mukavemet düşüşü yaşar. Titanyum alaşımlarının çalışma sıcaklığı aralığı 500 dereceye kadar uzanırken, alüminyum alaşımları 200 derecenin altındaki sıcaklıklarla sınırlıdır.
3. Mükemmel Korozyon Direnci: Titanyum alaşımları, nemli atmosferlerde ve deniz suyunda paslanmaz çelikten daha iyi performans göstererek üstün korozyon direncine sahiptir. Çukur korozyonuna, asit korozyonuna ve stres korozyonuna karşı sağlam bir direnç gösterirler. Titanyum alaşımları ayrıca alkalilere, klorürlere, klorlu organik maddelere, nitrik asit, sülfürik asit vb.'ye karşı mükemmel direnç gösterir. Ancak oksijen ve krom tuzları içeren indirgeyici ortamlara karşı zayıf korozyon direnci gösterirler.
4. İyi Düşük Sıcaklık Performansı: Titanyum alaşımları, düşük ve ultra düşük sıcaklıklarda bile mekanik özelliklerini korur. Düşük termal genleşme katsayıları nedeniyle TA7 gibi bazı titanyum alaşımları, -253 derecede bile bir miktar plastisiteyi korur. Bu nedenle titanyum alaşımları düşük sıcaklık uygulamaları için önemli yapısal malzemelerdir.
5. Önemli Kimyasal Aktivite: Titanyum, oksijen, nitrojen, hidrojen, karbon monoksit, karbondioksit, su buharı ve amonyak gibi atmosferik elementlerle güçlü bir şekilde reaksiyona girerek yüksek kimyasal aktivite sergiler. Örneğin, karbon içeriği %0,2'yi aştığında, alaşım içinde sert titanyum karbürler (TiC) oluşur. Benzer şekilde, daha yüksek sıcaklıklarda nitrojenle reaksiyon, sert titanyum nitrür (TiN) yüzey katmanlarının oluşmasına yol açar. Titanyum 600 derecenin üzerinde oksijeni kolayca emer ve bu da sertleşmiş bir tabakanın oluşmasına neden olur. Ek olarak, artan hidrojen içeriği kırılgan bir tabakanın oluşmasına yol açabilir. Bu reaksiyonlar sürtünme yüzeylerinde yapışma olaylarına neden olabilir.
6. Düşük Isı İletkenliği ve Esneklik: Titanyum düşük ısı iletkenliğine sahiptir (yaklaşık 15,24 W/(m·K)). Isı iletkenliği yaklaşık 1/4 nikel, 1/5 demir ve 1/14 alüminyumdur. Titanyum alaşımları, saf titanyumla karşılaştırıldığında daha da düşük termal iletkenlik sergiler.
Temas etmek:
Herhangi bir sorunuz varsa lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Çalışma saatleri: 8:30 - 17:30
E-posta:zhangjixia@bjygti.com
