Titanyum Alaşımı Özelliklerine Giriş
Titanyum alaşımları, karbon, nitrojen, hidrojen ve oksijen gibi yabancı maddelerin varlığından etkilenen performanslarıyla karakterize edilen bir metal sınıfıdır. Titanyumun en saf formu %0,1'den daha az bir yabancı madde içeriğine sahiptir, bu da yüksek plastikliğe ancak düşük dayanıklılığa neden olur. %99,5 saflığa sahip endüstriyel saf titanyum şu özellikleri gösterir: yoğunluk (ρ) 4,5 g/cm3, erime noktası 1725 derece, ısı iletkenliği (λ) 15,24 W/(m·K), çekme mukavemeti ( σb) 539 MPa, uzama (δ) %25, kesit büzülmesi (ψ) %25, elastik modül (E) 1,078×105 MPa ve sertlik (HB) 195.
1. Düşük Yoğunluk ve Yüksek Mukavemet: Yüksek mukavemetli titanyum alaşımları tipik olarak yaklaşık 4,5 g/cm3 yoğunluğa sahiptir; bu, çeliğin yalnızca %60'ıdır. Saf titanyum sıradan çelikle kıyaslanabilir bir mukavemet sergilerken, bazı yüksek mukavemetli titanyum alaşımları birçok alaşımlı yapı çeliğinin mukavemetini aşmaktadır. Sonuç olarak, titanyum alaşımları diğer metal yapısal malzemelere göre önemli ölçüde daha yüksek bir spesifik mukavemete (mukavemet/yoğunluk oranı) sahiptir. Bu özellik, yüksek birim mukavemeti, sağlamlığı ve dayanıklılığı olan hafif parçaların ve bileşenlerin üretilmesine olanak tanır. Titanyum alaşımları motor bileşenlerinde, iskeletlerde, kaplamalarda, bağlantı elemanlarında ve iniş takımlarında uygulama alanı bulur.
2. Yüksek Termal Mukavemet: Titanyum alaşımları, alüminyum alaşımlarının yeteneklerini birkaç yüz santigrat derece aşarak, yüksek sıcaklıklarda gerekli mukavemetlerini koruyabilirler. 150 derece ile 500 derece arasında yüksek özgül mukavemetlerini korurken, alüminyum alaşımları 150 derecede özgül mukavemette gözle görülür bir düşüş görürler. Titanyum alaşımları 500 dereceye kadar sıcaklıklarda çalışabilirken, alüminyum alaşımları 200 derecenin altındaki sıcaklıklarla sınırlıdır.
3. Mükemmel Korozyon Direnci: Titanyum alaşımları, nemli atmosferlerde ve deniz suyu ortamlarında paslanmaz çeliğe kıyasla üstün korozyon direnci gösterir. Özellikle çukurlaşma korozyonuna, asit korozyonuna ve stres korozyonuna karşı direnç göstermede mükemmeldirler. Ek olarak titanyum alaşımları sülfürik asit, nitrik asit, klorürler ve klorlu organik bileşiklere karşı olağanüstü dirence sahiptir. Ancak azalan oksijen ve krom tuzu koşullarında titanyumun korozyon direnci düşüktür.
4. İyi Düşük Sıcaklık Performansı: Titanyum alaşımları, düşük ve ultra düşük sıcaklıklarda mekanik özelliklerini korur. TA7 gibi belirli titanyum alaşımları, düşük sıcaklıklarda son derece iyi performans gösterir ve -253 derecede bile plastikliklerinin bir kısmını korur. Bu nedenle titanyum alaşımları düşük sıcaklık uygulamaları için önemli yapısal malzemelerdir.
5. Kimyasal Reaktivite: Titanyum, atmosferde bulunan oksijen, nitrojen, hidrojen, karbon monoksit, karbon dioksit, su buharı ve amonyak gazı ile kolayca reaksiyona girerek önemli bir kimyasal aktivite sergiler. Titanyum alaşımlarında daha yüksek karbon içeriğinde (%0,2'nin üzerinde) sert TiC oluşur. TiN yüksek sıcaklıklarda nitrojenle etkileşime girdiğinde sert bir yüzey tabakası oluşur. Titanyum 600 derecenin üzerinde oksijeni emer, bu da yüksek sertliğe sahip sertleşmiş bir tabakanın oluşmasına neden olur. Artan hidrojen içeriği bir kırılganlık tabakasının oluşmasına yol açar. Gaz emiliminin neden olduğu sertleşmiş kırılgan yüzeyin derinliği %20-30 sertleşme derecesi ile 0.1-0.15 mm'ye ulaşabilir. Titanyum ayrıca önemli bir kimyasal afinite sergileyerek sürtünme yüzeyleriyle kolayca yapışma sağlar.
6. Isı İletkenliği ve Elastikiyet Modülü: Titanyum düşük ısı iletkenliğine sahiptir; nikelin yaklaşık dörtte biri, demirin beşte biri ve alüminyumun dörtte biri. Farklı titanyum alaşımlarının termal iletkenliği, saf titanyuma kıyasla yaklaşık %50 daha düşüktür. Titanyum alaşımları çeliğin yaklaşık yarısı kadar elastik modüle sahip olduğundan daha az serttir ve deformasyona daha yatkındır. Sonuç olarak, kesme ve işleme yüzeyleri büyük miktarda geri tepme hacmine (paslanmaz çeliğin kabaca iki ila üç katı) sahip olduğundan, ince çubuklardan ve ince duvarlı bileşenlerden kaçınılmalıdır. Bu geri tepme, takım yüzeyinde yoğun sürtünmeye, yapışmaya ve bağlanma aşınmasına neden olabilir.
Titanyum alaşımları, ana metal olarak diğer elementlerle desteklenen titanyumdan oluşur. İki tip titanyum kristal yapısı mevcuttur: 882 derecenin altında sıkı paketlenmiş altıgen bir yapı sergileyen titanyum ve 882 derecenin üzerinde vücut merkezli kübik bir yapıya sahip olan titanyum.
Temas etmek:
Herhangi bir sorunuz varsa lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Çalışma saatleri: 8:30 - 17:30
E-posta:zhangjixia@bjygti.com
