El titanio es un elemento con un número atómico de 22 en la tabla periódica, un elemento de subgrupo del cuarto período, que incluye zirconio y hafnio además del titanio, y se caracteriza por un alto punto de fusión y una película de óxido estable en su superficie a temperatura ambiente.
Características del titanio
Densidad 1.Small, gran resistencia específica
La densidad del titanio es de 4,51 g / cm3, que es el 57% del acero, el titanio es menos del doble de pesado que el aluminio, y su resistencia es tres veces la del aluminio. La resistencia específica de la aleación de Ti (relación resistencia/densidad) es 3,5 veces la del acero inoxidable; y es 1,3 veces la aleación de aluminio, 1,7 veces la aleación de magnesio.
2.Excelente resistencia a la corrosión
La pasividad del titanio depende de la existencia de película de óxido, y su resistencia a la corrosión en los medios oxidantes es mucho mejor que en los medios reductores. Las altas tasas de corrosión ocurren en la reducción de los medios. El titanio no se corroe en algunos medios corrosivos, tales como agua de mar, cloro húmedo, soluciones de clorito e hipoclorito, ácido nítrico, ácido crómico, cloruros metálicos, sulfuros y ácidos orgánicos. Sin embargo, en el medio que reacciona con titanio para producir hidrógeno (tal como ácido clorhídrico y ácido sulfúrico), el titanio generalmente tiene una alta tasa de corrosión. Sin embargo, si se añade una pequeña cantidad de agente oxidante al ácido, se formará una película de pasivación sobre la superficie del titanio. Por lo tanto, en la mezcla de ácido sulfúrico fuerte – ácido nítrico o ácido clorhídrico – ácido nítrico, e incluso en ácido clorhídrico que contiene cloro libre, el titanio es resistente a la corrosión. La película protectora de óxido de titanio a menudo se forma cuando el metal golpea el agua, incluso en pequeñas cantidades de agua o vapor de agua. Si el titanio está expuesto a un ambiente oxidante fuerte en el que no hay agua en absoluto, se producirán reacciones violentas, e incluso la combustión espontánea ocurrirá a menudo.
3.Buena resistencia al calor
Por lo general, el aluminio a 150 ~ C, el acero inoxidable a 310 ~ C que perdió las propiedades originales, mientras que la aleación de titanio a aproximadamente 500 ~ C todavía mantiene buenas propiedades mecánicas. Cuando la velocidad de la aeronave alcanza 2,7 veces la velocidad del sonido, la temperatura superficial de la estructura de la aeronave alcanza 230 Cuando La La La aleación de aluminio y la aleación de magnesio no se pueden usar, y la aleación de titanio puede cumplir con los requisitos. El titanio tiene buena resistencia al calor, y se utiliza en el disco y la pala del compresor del motor de aeronave y la piel del fuselaje trasero de la aeronave.
4 Buen rendimiento a baja temperatura
La resistencia de algunas aleaciones de titanio (como Ti-5AI-2.5SnELI) aumenta con la disminución de la temperatura, pero la plasticidad no se reduce mucho, y todavía tiene buena ductilidad y tenacidad a bajas temperaturas, lo que es adecuado para su uso a temperaturas ultrabajas. Puede usarse en motores de cohetes de hidrógeno líquido seco y oxígeno líquido, o en naves espaciales tripuladas como recipientes de temperatura ultrabaja y tanques de almacenamiento.
5. No magnético
El titanio no es magnético, se utiliza en el casco submarino, no causará la explosión de la mina.
6. Pequeña conductividad térmica
La conductividad térmica del titanio es pequeña, solo 1/5 de acero, 1/13 de aluminio y 1/25 de cobre. La mala conductividad térmica es un inconveniente del titanio, pero en algunos casos esta característica del titanio se puede utilizar.
7. módulo elástico bajo
El módulo elástico del titanio es solo el 55% del del acero, y el módulo elástico bajo es una desventaja cuando se usa como material estructural.
8.La resistencia a la tracción y la resistencia al rendimiento es muy cercana
La resistencia a la tracción de la aleación de titanio Ti-6AI-4V es de 960 MPa y la resistencia al rendimiento es de 892 MPa, y la diferencia entre los dos es de solo 58 MPa, como se muestra en la Tabla 2-4.
9.Titanio es fácil de oxidar a altas temperaturas
El titanio tiene una fuerte fuerza de unión con hidrógeno y oxígeno, y se debe prestar atención a prevenir la oxidación y la absorción de hidrógeno. La soldadura de titanio debe llevarse a cabo bajo la protección del argón para prevenir la contaminación. El tubo y la lámina de titanio deben ser tratados térmicamente al vacío, y la atmósfera microoxidante debe ser controlada durante el tratamiento térmico de forjas de titanio.
10. Bajo rendimiento de amortiguación
Con titanio y otros materiales metálicos (cobre, acero) hechos de la misma forma y tamaño del reloj, con la misma fuerza para tocar cada campana encontrará que el reloj hecho de sonido de oscilación de titanio dura mucho tiempo, es decir, la energía dada por tocar el reloj no es fácil de desaparecer, por lo que decimos que el rendimiento de amortiguación del titanio es bajo.
Hay tres funciones especiales del titanio
1) Función de memoria de forma
Esta función se refiere a Ti-50% Ni (atómica) aleación, bajo ciertas condiciones de temperatura, puede restaurar su capacidad de forma original, llamada esta aleación de memoria de forma de material.
2) Función superconductora
Esta función de Ti se refiere a la aleación de NbTi, cuando la temperatura cae cerca del cero absoluto, el alambre hecho de aleación de NbTi, perderá resistencia, cualquier corriente grande a través, el alambre no se calienta, ningún consumo de energía, NbTi se llama material superconductor.
3) función de almacenamiento de hidrógeno
La aleación de Ti-50% Fe (atómica) tiene la capacidad de absorber una gran cantidad de hidrógeno. Usando esta característica de TiFe, el hidrógeno puede almacenarse de forma segura, es decir, el almacenamiento de hidrógeno no necesariamente utiliza cilindros de acero de alta presión. Bajo ciertas condiciones, el hidrógeno también puede ser liberado por TiFe, que se llama material de almacenamiento de energía.
