Charakterystyka i zastosowanie tytanu i stopów tytanu

Charakterystyka i zastosowanie tytanu i stopów tytanu
Czysty tytan ma niską wytrzymałość i wysoką temperaturę topnienia, ale ma wysoką wytrzymałość właściwą, dobrą plastyczność i wytrzymałość w niskich temperaturach, dobrą odporność na korozję oraz jest łatwy w obróbce i kształtowaniu. Czysty tytan ma doskonałą odporność na korozję w atmosferze i wodzie morskiej oraz jest stabilny w kwasie siarkowym, kwasie solnym, kwasie azotowym i innych mediach. Wraz ze spadkiem czystości tytanu wzrasta wytrzymałość, a plastyczność znacznie maleje.
Ma niezwykle wysoką aktywność chemiczną i silnie reaguje z Cl, O, S, C, N itp. (w wysokich temperaturach). W stanie ciekłym reaguje z prawie wszystkimi tyglami z wyjątkiem ThO2. Można go wytapiać wyłącznie w próżniowym piecu łukowym.
Dobra spawalność; dobra wydajność tłoczenia; ale słaba odporność na zużycie; niski moduł sprężystości (120GPa), około 54% żelaza; niska przewodność cieplna i współczynnik rozszerzalności liniowej. Jego przewodność cieplna jest kilkakrotnie niższa niż żelaza i jest podatny na gradienty temperatury i naprężenia termiczne podczas użytkowania.

Dodanie pierwiastków stopowych do czystego tytanu poprawia i wzmacnia jego właściwości, tworząc stop tytanu, który ma wysoką wytrzymałość, odporność na ciepło i odporność na korozję. Posiada właściwości niemagnetyczne, ma niską charakterystykę tłumienia fal dźwiękowych i wibracji, dobrą biokompatybilność i jest kompatybilny z węglem. Materiały kompozytowe charakteryzują się dobrą kompatybilnością i doskonałymi właściwościami, takimi jak właściwości nadprzewodzące, pamięć kształtu i właściwości absorpcji wodoru. Jednakże mają one również pewne wady, takie jak trudna obróbka na gorąco, słaba wydajność pracy na zimno, słaba podatność na obróbkę skrawaniem i słaba odporność na zużycie.
Klasyfikacja stopu tytanu: -Stop tytanu ma dobrą wydajność w wysokich temperaturach (<500℃), good structural stability, and good weldability. It is the main component of heat-resistant titanium alloy, but it cannot be strengthened by heat treatment, has low strength at room temperature, and low plasticity;
stop tytanu: wysoka wytrzymałość w temperaturze pokojowej, można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną, ale struktura nie jest wystarczająco stabilna; wydajność spawania jest słaba;
β-titanium alloy and near-β titanium alloy: have good plastic processing properties (quick cooling to obtain β structure), high mechanical properties (strength can be improved through aging), and have the greatest potential for the development of high-strength (tensile strength >1400-1500MPa) stopy tytanu. stop, ale stabilność strukturalna jest słaba, a temperatura pracy jest niższa niż 200 stopni
Obecnie jedynie tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem węglowym mają wyższą wytrzymałość właściwą niż stopy tytanu, a stopy tytanu są materiałami metalowymi o najwyższej wytrzymałości właściwej. Dlatego nazywany jest także „metalem kosmicznym”, co jest głównym powodem szerokiego zastosowania stopu tytanu w przemyśle lotniczym. Na przykład w silnikach lotniczych stopy tytanu są powszechnie stosowane jako tarcze sprężarek, łopatki sprężarek, pokrywy silników, obudowy komór spalania i rury odrzutowe.

Obszary zastosowań tytanu i stopów tytanu
Przemysł lotniczy: elementy silników odrzutowych, elementy kadłuba, rakiety, satelity, pociski i inne elementy
Łopatki sprężarek i wentylatorów, tarcze, osłony, łopatki kierujące, wały, podwozia, klapy, spojlery, silniki
Gondola, grodzie, dźwigary skrzydeł, zbiorniki paliwa, dopalacze
Chemia, petrochemia i przemysł ogólny: elektrolizery, reaktory, parowce do chloro-alkalicznego, sody kalcynowanej, tworzyw sztucznych, petrochemia, metalurgia, produkcja soli i inne gałęzie przemysłu
Kolumny destylacyjne, koncentratory, separatory, wymienniki ciepła, rury, elektrody itp.
Statek: kadłub ciśnieniowy łodzi podwodnej, śruba napędowa, śruba napędowa strumienia wody, system wymiany ciepła wody morskiej, pompa statku (zawory i rury)
Inżynieria morska: rurociągi do odsalania wody morskiej, pompy, zawory, armatura rurowa do morskich wierceń ropy naftowej itp.
Biomedycyna: sztuczne stawy, sztuczne implanty dentystyczne i ortodoncja, rozruszniki serca, stenty sercowo-naczyniowe, narzędzia chirurgiczne itp.
Sprzęt sportowy: główki golfowe, rakiety tenisowe, rakiety do badmintona, kije bilardowe, kijki turystyczne, kijki narciarskie, łyżwy itp.
Artykuły codziennego użytku: oprawki do okularów, zegarki, kule, wędki, przybory kuchenne, etui na produkty cyfrowe, rękodzieło, dekoracje itp.
Konstrukcja: Dachy, ściany zewnętrzne, dekoracje, znaki, balustrady, rury itp. budynków
Motoryzacja: samochodowe układy wydechowe i tłumiki, sprężyny nośne, korbowody i śruby itp.