Titanyum alaşımları hafiflik, yüksek mukavemet, korozyon direnci, mükemmel düşük sıcaklık performansı ve yüksek kimyasal reaktivite gibi çeşitli avantajlar sunar. Ek olarak, iyi yorulma direncine, çatlama direncine, yüksek ısı dayanımına, biyouyumluluğa, iyi ısı iletkenliğine ve manyetik olmayan özelliklere sahiptirler. Titanyum alaşımlarının farklı kombinasyonları, çeşitli uygulama gereksinimlerini karşılayabilir ve bu da bunların havacılık, otomotiv, tıp, kimya ve diğer endüstrilerde yaygın kullanımına yol açar.
Titanyum alaşımlarının performans avantajları:
Olağanüstü Güç
Titanyum alaşımlarının yoğunluğu yaklaşık 4,5 g/cm3 olup çeliğin yalnızca %60'ıdır. Saf titanyum, sıradan çelikle kıyaslanabilir bir dayanıklılığa sahipken, bazı yüksek dayanımlı titanyum alaşımları, birçok alaşımlı yapısal çelik sacın dayanımını aşıyor. Sonuç olarak, titanyum alaşımları yüksek özgül mukavemet (mukavemet/yoğunluk oranı) sergiler ve bu da onları yüksek birim mukavemet, sertlik ve dayanıklılığa sahip hafif parçalar için ideal kılar. Bu alaşımlar motor bileşenlerinde, iskeletlerde, kaplamalarda, bağlantı elemanlarında ve iniş takımlarında uygulama alanı bulur.
Üstün Termal Direnç
Titanyum alaşımları, alüminyum alaşımlarına göre daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir ve yüksek sıcaklıklarda bile mukavemetlerini koruyabilirler. Bazı titanyum alaşımları, 450-500 derece arasında değişen sıcaklıklarda uzun süreler boyunca çalışabilir ve 150 derece -500 derece sıcaklık aralığında yüksek spesifik mukavemet sergileyebilir. Buna karşılık, alüminyum alaşımları 150 derecede spesifik mukavemette önemli bir azalma yaşar. Maksimum çalışma sıcaklığı 500 derece olan titanyum alaşımları, sınırı 200 derecenin altında olan alüminyum alaşımlarından daha iyi performans gösterir.
Mükemmel Korozyon Direnci
Nemli atmosferlerde veya deniz suyu ortamlarında çalışırken titanyum alaşımları, paslanmaz çeliğe kıyasla üstün korozyon direnci sergiler. Çukur korozyonuna, asit korozyonuna ve stres korozyonuna karşı olağanüstü direnç gösterirler. Titanyum alaşımları ayrıca alkalilere, klorürlere, klorlu organik maddelere, nitrik asit ve sülfürik asite karşı mükemmel direnç gösterir. Ancak indirgeyici maddelere, oksijene ve krom tuzu ortamına karşı dirençleri sınırlıdır.
Etkileyici Düşük Sıcaklık Performansı
Titanyum alaşımları son derece düşük ve ultra düşük sıcaklıklarda mekanik özelliklerini korur. TA7 gibi belirli titanyum alaşımları, iyi bir düşük sıcaklık performansı sergiler ve -253 derecede belirli bir düzeyde plastikliği korur. Bu nedenle titanyum alaşımları düşük sıcaklıktaki ortamlardaki uygulamalar için önemli yapısal malzemelerdir.
Yüksek Kimyasal Reaktivite
Titanyum, oksijen, nitrojen, hidrojen, karbon monoksit, karbon dioksit, su buharı ve amonyak gazı gibi elementlerle kolaylıkla kimyasal reaksiyonlara giren önemli bir kimyasal aktiviteye sahiptir. Örneğin, karbon içeriği %{{0}},2'yi aşan titanyum alaşımları sert titanyum karbür (TiC) oluşturur. Daha yüksek sıcaklıklarda titanyum nitrojenle reaksiyona girerek sert bir yüzey titanyum nitrür (TiN) tabakası oluşturur. Titanyum 600 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda oksijeni emerek yüksek sertliğe sahip sertleştirici bir tabaka oluşturur. Artan hidrojen içeriği bir kırılganlık tabakasının oluşmasına yol açar. Emilen gazlar, 0.1-0.15 mm derinliğe sahip sert ve kırılgan bir yüzey tabakası oluşturabilir, bu da temas eden yüzeylerde sürtünmenin, yapışmanın ve aşınmanın artmasına neden olur.
Düşük Isı İletkenliği ve Elastik Modül
Titanyum alaşımları nikel, demir ve alüminyuma kıyasla daha düşük ısı iletkenliği gösterir. Titanyum alaşımlı ürünlerin ısıl iletkenliği yaklaşık olarak nikelin 1/4'ü, demirin 1/5'i ve alüminyumun 1/14'üdür. Ek olarak çeşitli titanyum alaşımlarının termal iletkenliği saf titanyumunkinden yaklaşık %50 daha düşüktür. Titanyum alaşımlarının elastik modülü kabaca çeliğin yarısı kadardır ve bu da daha düşük sertlik sağlar. Sonuç olarak titanyum alaşımları deformasyona karşı hassastır ve ince çubuklar veya ince duvarlı parçalar üretmek için uygun değildir. Kesme işlemleri sırasında titanyum alaşımları, paslanmaz çeliğe kıyasla daha yüksek yüzey geri tepme hacmi sergiler ve bu da takım yüzeyinde sürtünmenin, yapışmanın ve aşınmanın artmasına neden olur.
