Titan är ett grundämne med ett atomnummer på 22 i det periodiska systemet, den fjärde cykeln av undergruppens element, det vill säga grupp IV B, förutom titan finns det zirkonium, hafnium, och deras gemensamma egenskaper är hög smältpunkt, vid rumstemperatur på dess yta för att bilda en stabil oxidfilm.
Tio egenskaper hos titan
1. liten densitet, hög hållfasthet, stor specifik styrka
Densiteten hos titan är 4,51 g/cm3, vilket är 57 % av stål, titan är mindre än dubbelt så tungt som aluminium och dess styrka är tre gånger så högt som aluminium. Den specifika hållfastheten (hållfasthet/densitetsförhållandet) för titanlegering är den största i vanliga industrilegeringar (se tabell 1), och den specifika hållfastheten för titanlegering är 3,5 gånger den för rostfritt stål, 1,3 gånger den för aluminiumlegeringar och 1,7 gånger den för aluminiumlegering. det av magnesiumlegering, så det är ett viktigt strukturmaterial för flygindustrin.
2. utmärkt korrosionsbeständighet
Titaniums passivitet beror på förekomsten av oxidfilm, och dess korrosionsbeständighet i oxiderande media är mycket bättre än i reducerande media. Höga hastigheter av korrosion förekommer i reducerande media. Titan är inte korroderad i vissa frätande medier, såsom havsvatten, våt klor, klorit och hypokloritlösningar, salpetersyra, kromsyra, metallklorider, sulfider och organiska syror. Men i mediet som reagerar med titan för att producera väte (som saltsyra och svavelsyra) har titan vanligtvis en hög korrosionshastighet. Men om en liten mängd oxidationsmedel tillsätts syran, kommer en passiveringsfilm att bildas på ytan av titan. Därför, i blandningen av stark svavelsyra - salpetersyra eller saltsyra - salpetersyra, och även i saltsyra som innehåller fritt klor, är titan korrosionsbeständigt. Titans skyddande oxidfilm bildas ofta när metallen träffar vatten, även i små mängder vatten eller vattenånga. Om titan utsätts för en starkt oxiderande miljö där det inte finns något vatten alls, sker snabb oxidation och våldsamma reaktioner och till och med spontan förbränning uppstår ofta. Sådana fenomen har inträffat i reaktionen mellan titan och rykande salpetersyra innehållande överskott av kväveoxid och titan med torr klorgas. Så för att förhindra denna typ av reaktion måste det finnas ett visst a
3. bra värmebeständighet
Vanligtvis aluminium vid 150 grader C, rostfritt stål vid 310 grader C som förlorade de ursprungliga egenskaperna, medan titanlegering vid ca 500 grader C fortfarande bibehåller goda mekaniska egenskaper. När flygplanets hastighet når 2,7 gånger ljudets hastighet, når yttemperaturen på flygplanets struktur 230 grader, aluminiumlegering och magnesiumlegering kan inte användas, och titanlegering kan uppfylla kraven. Titan har bra värmebeständighet, och det används i skivan och bladet på flygmotorkompressorn och huden på flygplanets bakkropp.
4.bra lågtemperaturprestanda
Styrkan hos vissa titanlegeringar (som Ti-5AI-2.5SnELI) ökar med sänkningen av temperaturen, men plasticiteten minskar inte mycket, och den har fortfarande god duktilitet och seghet vid låga temperaturer , som är lämplig för användning vid ultralåga temperaturer. Den kan användas i raketmotorer för torrt flytande väte och flytande syre, eller i bemannade rymdfarkoster som behållare och lagringstankar med ultralåg temperatur.
5. Inget magnetfält
Titan är icke-magnetiskt, det används i ubåtsskrov, kommer inte att orsaka minexplosion.
6. liten värmeledningsförmåga
Den termiska ledningsförmågan hos titan är liten, endast 1/5 av stål, 1/13 av aluminium och 1/25 av koppar. Dålig värmeledningsförmåga är en nackdel med titan, men i vissa fall kan denna egenskap hos titan användas.
7. Låg elasticitetsmodul
Titans elasticitetsmodul är endast 55 % av stålets, och låg elasticitetsmodul är en nackdel när den används som ett strukturellt material
8. Draghållfasthet och sträckgräns är mycket nära
Draghållfastheten för Ti-6AI-4V titanlegering är 960 MPa och sträckgränsen är 892 MPa, och skillnaden mellan de två är bara 58 MPa.
9. titan är lätt att oxidera vid höga temperaturer
Titan har en stark bindningskraft med väte och syre, och uppmärksamhet bör ägnas åt att förhindra oxidation och väteabsorption. Titansvetsning bör utföras under skydd av argon för att förhindra föroreningar. Titanrör och plåt bör värmebehandlas under vakuum, och mikrooxiderande atmosfär bör kontrolleras under värmebehandling av titansmide.
10. låg dämpningsförmåga
Med titan och andra metallmaterial (koppar, stål) gjorda av samma form och storlek på klockan, med samma kraft att slå varje klocka kommer att upptäcka att klockan gjord av titan oscillationsljud håller länge, det vill säga energin ges genom att knacka på klockan är inte lätt att försvinna, så vi säger att dämpningsprestandan hos titan är låg.
Tre specialfunktioner av titan
1
Shape memory funktion
Avser Ti-50%Ni (atomär) legering, under vissa temperaturförhållanden, kan återställa sin ursprungliga formförmåga, kallad detta material formminneslegering.
2
Supraledande funktion
Avser Nb-Ti-legering, när temperaturen sjunker till nära absolut noll, kommer tråden gjord av Nb-Ti-legering, att förlora motstånd, all stor ström igenom, tråden kommer inte att värmas, det finns ingen energiförbrukning, Nb-Ti kallas supraledande material.
3
Vätgaslagringsfunktion
Syftar på Ti-50%Fe (atomär) legeringen, som har förmågan att absorbera en stor mängd väte. Genom att använda denna funktion av Ti-Fe kan väte lagras säkert, det vill säga att vätelagring inte nödvändigtvis använder stål högtryckscylindrar. Under vissa förhållanden kan väte även frigöras av Ti-Fe, som kallas energilagringsmaterial.