Titāna metāla veiktspējas analīze

Parasti alumīnijs zaudē savas sākotnējās īpašības pie 150 grādiem, nerūsējošais tērauds zaudē sākotnējās īpašības pie 310 grādiem, un titāna sakausējumi joprojām saglabā labas mehāniskās īpašības aptuveni 500–600 grādu temperatūrā. Gaisa kuģa ātrumam sasniedzot 2,7 Mach, gaisa kuģa konstrukcijas virsmas temperatūra sasniedz 230 grādus. Alumīnija sakausējumi un magnija sakausējumi vairs nav pieejami, taču titāna sakausējumi var atbilst prasībām. Titānam ir laba karstumizturība, un to izmanto lidmašīnu dzinēju kompresoru diskos un lāpstiņās, kā arī lidmašīnu aizmugures fizelāžu apvalkā.

Dažu titāna sakausējumu (piemēram, Ti-5Al-2.5SnELI) stiprība palielinās, pazeminoties temperatūrai, bet plastiskums daudz nesamazinās. Tam joprojām ir laba plastiskums un stingrība zemās temperatūrās, un tas ir piemērots lietošanai īpaši zemās temperatūrās. To var izmantot šķidrā ūdeņraža un šķidrā skābekļa raķešu dzinējos vai kā īpaši zemas temperatūras konteinerus un uzglabāšanas tvertnes pilotējamos kosmosa kuģos.

Titāns pats par sevi nav magnētisks, un titāna sakausējumi, kas nesatur dzelzi, arī nav magnētiski, tāpēc var efektīvi izvairīties no magnētiskiem traucējumiem. Izmanto zemūdeņu šāviņiem un neizraisīs mīnu sprādzienus. Papildus izmantošanai valsts aizsardzībā, gaisa spēkos un ieroču ražošanā, to plaši izmanto arī dzelzceļu inženierijā, sakaros, kosmosa, aviācijas, augsto tehnoloģiju laboratorijās, slimnīcās (skenēs, rentgena staros, magnētiskās rezonanses attēlveidošanā, elektrokardiogrammās, katodstaru lampas), medicīna, kodolrūpniecība, kodolmagnētiskā rezonanse, magnētiskais spektrometrs, augsts Tesla magnēts, āra operācijas, doku būvniecība, niršana, ķīmiskā rūpniecība, ugunsdrošība, atsāļošana, kuģu būve, naftas un gāzes platformas jūrā, sāls rūpniecība utt.

Titāna sakausējuma siltumvadītspēja ir maza, tas ir, tas ātri uzsilst un lēni vada siltumu. Tā siltumvadītspēja ir tikai 1/5 no tērauda, ​​1/13 no alumīnija un 1/25 no vara. Slikta siltumvadītspēja ir titāna trūkums, taču dažos gadījumos šo titāna īpašību var izmantot.

Titāna elastības modulis ir tikai uz pusi mazāks nekā tērauda. Ja to izmanto kā konstrukcijas materiālu, tā zemais elastības modulis ir trūkums, un tas ir pakļauts deformācijai.

Titāna stiepes izturība un tecēšanas robeža

Titāna sakausējuma Ti-6Al-4V stiepes izturība ir 960 MPa un tecēšanas robeža ir 892 MPa. Atšķirība starp abiem ir tikai 58 MPa. Šī īpašība liek titānam apstrādes laikā radīt lielu atsperojumu, kas ir jāpārvar.

Titānam ir spēcīgs saistīšanas spēks ar ūdeņradi un skābekli. Jāuzmanās, lai novērstu oksidēšanos un ūdeņraža absorbciju. Titāna metināšana jāveic argona aizsardzībā, lai novērstu piesārņojumu. Titāna caurules un plāksnes termiski jāapstrādā vakuumā, un titāna kalumu termiskās apstrādes laikā ir jākontrolē mikrooksidācijas atmosfēra.

Identiski pulksteņi pēc formas un izmēra ir izgatavoti no titāna un citiem metāliskiem materiāliem (vara, tērauda). Kad dažādi zvani tika sitīti ar vienādu spēku, mēs atklājām, ka skaņa saglabājās ilgāk, kad zvans no titāna svārstās, tas ir, enerģija, kas zvanam tika dota sitiena rezultātā, nepazuda viegli, norādot, ka titānam ir zemākas slāpēšanas īpašības un var izmantot Izgatavojiet dažādus mūzikas instrumentus.

Titāna formas atmiņas funkcija, supravadītāja funkcija un ūdeņraža absorbcijas funkcija tiek saukta par trīs īpašajām titāna un titāna sakausējumu funkcijām.

Titāna formas atmiņas funkcija

Noteikta Ti-Ni sakausējuma daļa noteiktos temperatūras apstākļos var atjaunot sākotnējo formu, tas ir, tai ir formas atmiņas funkcija. Šo materiālu sauc par formas atmiņas sakausējumu. Mūsdienās formas atmiņas sakausējumus plaši izmanto kosmosa, jūras, ieroču, medicīnas un rūpnieciskos lietojumos.

Kad temperatūra nokrītas tuvu nullei, vadi, kas izgatavoti no niobija-titāna sakausējuma, zaudē pretestību un kļūst supravadoši. Kad cauri iet liela strāva, vads nesakarst un nepatērēs enerģiju. Nb-Ti sauc par supravadošu materiālu.

Noteiktai Ti-Fe sakausējuma daļai ir spēja absorbēt lielu daudzumu ūdeņraža. Izmantojot šo raksturlielumu, ūdeņradi var droši uzglabāt, un noteiktos apstākļos uzglabāto Ti-Fe sakausējumu var izmantot ūdeņraža izdalīšanai, kas nodrošina alternatīvu tērauda augstspiediena gāzes balonu izmantošanai ūdeņraža uzglabāšanai. Šo īpašību sauc par titāna ūdeņraža absorbcijas funkciju, un materiālus ar šo funkciju sauc par enerģijas uzkrāšanas materiāliem.