Titanlegeringaruppvisar olika egenskaper baserat på deras sammansättning och struktur. Titan har två kristallstrukturer: -titan, med ett hexagonalt gitter under 882 grader, och -titan, med en kroppscentrerad kubisk struktur över 882 grader. Genom att lägga till lämpliga legeringselement kan fasinnehållet och övergångstemperaturerna manipuleras för att erhålla olika titanlegeringstyper. Vid rumstemperatur kan titanlegeringar klassificeras i tre kategorier.
1. Titanlegering: Denna enfaslegering består av -fas fast lösning. Den bibehåller sin fasstruktur vid både normala och förhöjda temperaturer. Titanlegeringen uppvisar stabil organisation, lägre slitstyrka jämfört med rent titan och utmärkt oxidationsbeständighet. Även om den behåller sin styrka och krypmotstånd mellan 500-600 grader, kan den inte förstärkas genom värmebehandling. Rumstemperaturhållfastheten hos titanlegeringen är inte särskilt hög.
2. Beta titanlegering: Denna enfaslegering är sammansatt av fast lösning i fas. Den har hög hållfasthet även utan värmebehandling. Dessutom kan legeringen stärkas ytterligare genom processer som härdning och åldring. Draghållfastheten hos beta titanlegering vid rumstemperatur kan nå 1372-1666 MPa.
3. Alfa-beta titanlegering: Denna duplexlegering uppvisar utmärkta övergripande prestanda, inklusive god organisationsstabilitet, seghet, plasticitet och deformationsegenskaper vid hög temperatur. Den är väl lämpad för varmtrycksbearbetning, härdning och åldring för att förbättra dess styrka. Den värmebehandlade alfa-beta titanlegeringen visar en 50-100% ökning i styrka jämfört med det glödgade tillståndet. Den tål långvarig drift vid temperaturer på 400-500 grader och uppvisar anmärkningsvärd termisk stabilitet, näst efter alfa-titaniumlegering.
Bland dessa tre typer av titanlegeringar är titanlegering och alfa-beta titanlegering de mest använda. När det gäller bearbetbarhet erbjuder titanlegering bättre prestanda, följt av alfa-beta titanlegering, medan beta titanlegering släpar efter. Motsvarande koder för dessa legeringar är TA för titanlegering, TB för beta titanlegering och TC för alfa-beta titanlegering.
Prestandaegenskaper hos titanlegeringar:
1. Hög hållfasthet: Titanlegeringar har en densitet på cirka 4,51 g/cm³, vilket är endast 60 % av stål. Vissa höghållfasta titanlegeringar överträffar styrkan hos många legerade konstruktionsstål. Följaktligen överstiger den specifika styrkan (hållfastheten/densiteten) hos titanlegeringar den hos andra metallkonstruktionsmaterial. Dessa legeringar är idealiska för tillverkning av lättviktskomponenter med hög hållfasthet och styvhet, såsom flygplansmotordelar, skelett, skinn, fästelement och landningsställ.
2. Hög termisk styrka: Titanlegeringar tål högre temperaturer jämfört med aluminiumlegeringar. De kan behålla sin önskade styrka även vid medeltemperaturer och uppvisar exceptionell styrka mellan 150-500 grader. Däremot upplever aluminiumlegeringar en betydande hållfasthetsminskning vid 150 grader. Arbetstemperaturområdet för titanlegeringar sträcker sig upp till 500 grader, medan aluminiumlegeringar är begränsade till temperaturer under 200 grader.
3. Utmärkt korrosionsbeständighet: Titanlegeringar har överlägsen korrosionsbeständighet i fuktiga atmosfärer och havsvatten, vilket överträffar rostfritt stål. De uppvisar robust motståndskraft mot gropkorrosion, syrakorrosion och spänningskorrosion. Titanlegeringar uppvisar också utmärkt motståndskraft mot alkalier, klorider, organiska klorämnen, salpetersyra, svavelsyra, etc. De uppvisar dock dålig korrosionsbeständighet mot reducerande miljöer som innehåller syre och kromsalter.
4. Bra lågtemperaturprestanda: Titanlegeringar bibehåller sina mekaniska egenskaper även i låga och ultralåga temperaturer. På grund av deras låga värmeutvidgningskoefficient, behåller vissa titanlegeringar, såsom TA7, en grad av plasticitet även vid -253 grad . Således är titanlegeringar avgörande konstruktionsmaterial för lågtemperaturapplikationer.
5. Betydande kemisk aktivitet: Titan uppvisar hög kemisk aktivitet och reagerar starkt med atmosfäriska element som syre, kväve, väte, kolmonoxid, koldioxid, vattenånga och ammoniak. Till exempel, när kolhalten överstiger 0,2 %, bildas hårda titankarbider (TiC) i legeringen. På liknande sätt, vid högre temperaturer, leder reaktionen med kväve till bildningen av hårda titannitrid (TiN) ytskikt. Titan absorberar lätt syre över 600 grader, vilket resulterar i bildandet av ett härdat lager. Dessutom kan ökad vätehalt leda till utvecklingen av ett sprött skikt. Dessa reaktioner kan orsaka adhesionsfenomen med friktionsytor.
6. Låg värmeledningsförmåga och elasticitet: Titan har låg värmeledningsförmåga (ungefär 15,24 W/(m·K)). Dess värmeledningsförmåga är cirka 1/4 av nickel, 1/5 av järn och 1/14 av aluminium. Titanlegeringar uppvisar ännu lägre värmeledningsförmåga jämfört med rent titan.
Kontakt:
Om du har några frågor är du välkommen att kontakta oss. Arbetstider: 8:30 till 17:30
E-post:zhangjixia@bjygti.com
