Le titane est un élément au nombre atomique de 22 dans le tableau périodique, un élément de sous-groupe de la quatrième période, qui comprend le zirconium et le hafnium en plus du titane, et se caractérise par un point de fusion élevé et un film d’oxyde stable sur sa surface à température ambiante.
Caractéristiques du titane
1.Petite densité, grande force spécifique
La densité du titane est de 4,51g / cm3, ce qui est 57% de l’acier, le titane est moins de deux fois plus lourd que l’aluminium, et sa résistance est trois fois celle de l’aluminium. La résistance spécifique de l’alliage Ti (rapport résistance/densité) est 3,5 fois celle de l’acier inoxydable; et est 1,3 fois l’alliage d’aluminium, 1,7 fois l’alliage de magnésium.
2.Excellente résistance à la corrosion
La passivité du titane dépend de l’existence d’un film d’oxyde, et sa résistance à la corrosion dans les médias oxydants est beaucoup meilleure que dans les médias réduisants. Des taux élevés de corrosion se produisent dans la réduction des médias. Le titane n’est pas corrodé dans certains milieux corrosifs, tels que l’eau de mer, le chlore humide, les solutions de chlorite et d’hypochlorite, l’acide nitrique, l’acide chromique, les chlorures de métaux, les sulfures et les acides organiques. Cependant, dans le milieu qui réagit avec le titane pour produire de l’hydrogène (tel que l’acide chlorhydrique et l’acide sulfurique), le titane a généralement un taux de corrosion élevé. Cependant, si une petite quantité d’agent oxydant est ajoutée à l’acide, un film de passivation sera formé sur la surface du titane. Par conséquent, dans le mélange d’acide sulfurique fort – acide nitrique ou acide chlorhydrique – acide nitrique, et même dans l’acide chlorhydrique contenant du chlore libre, le titane est résistant à la corrosion. Le film protecteur d’oxyde de titane se forme souvent lorsque le métal frappe l’eau, même en petites quantités d’eau ou de vapeur d’eau. Si le titane est exposé à un environnement oxydant fort dans lequel il n’y a pas d’eau du tout, des réactions violentes se produiront, et même une combustion spontanée se produira souvent.
3.Good résistance à la chaleur
Habituellement l’aluminium à 150 ~ C, l’acier inoxydable à 310 ~ C qui a perdu les propriétés originales, tandis que l’alliage de titane à environ 500 ~ C maintient toujours de bonnes propriétés mécaniques. Lorsque la vitesse de l’aéronef atteint 2,7 fois la vitesse du son, la température de surface de la structure de l’aéronef atteint 230 Lorsque Lorsque Lorsque l’alliage d’aluminium et l’alliage de magnésium ne peuvent pas être utilisés, et l’alliage de titane peut répondre aux exigences. Le titane a une bonne résistance à la chaleur, et il est utilisé dans le disque et la lame du compresseur du moteur d’avion et la peau du fuselage arrière de l’avion.
4 Bonne performance à basse température
La résistance de certains alliages de titane (tels que Ti-5AI-2.5SnELI) augmente avec la diminution de la température, mais la plasticité n’est pas beaucoup réduite, et il a toujours une bonne ductilité et une bonne résistance à basses températures, ce qui convient à l’utilisation à des températures ultrabasses. Il peut être utilisé dans les moteurs de fusées à hydrogène liquide sec et à oxygène liquide, ou dans les engins spatiaux habités comme conteneurs à ultrabasse température et réservoirs de stockage.
5. Non magnétique
Le titane est non magnétique, il est utilisé dans la coque sous-marine, ne provoquera pas d’explosion de mine.
6. Petite conductivité thermique
La conductivité thermique du titane est faible, seulement 1/5 de l’acier, 1/13 de l’aluminium et 1/25 de cuivre. La mauvaise conductivité thermique est un inconvénient du titane, mais dans certains cas, cette caractéristique du titane peut être utilisée.
7. Module élastique faible
Le module élastique du titane n’est que 55% de celui de l’acier, et le module élastique faible est un inconvénient lorsqu’il est utilisé comme matériau de structure.
8.La résistance à la traction et la résistance au rendement sont très proches
La résistance à la traction de l’alliage de titane Ti-6AI-4V est de 960MPa et la résistance au rendement est de 892MPa, et la différence entre les deux est de seulement 58MPa, comme indiqué dans le tableau 2-4.
9.Titanium est facile à oxyder à des températures élevées
Le titane a une forte force de liaison avec l’hydrogène et l’oxygène, et il faut prêter attention à prévenir l’oxydation et l’absorption d’hydrogène. Le soudage au titane doit être effectué sous la protection de l’argon pour éviter la pollution. Le tube et la feuille de titane doivent être traités thermiquement sous vide et l’atmosphère micro-oxydante doit être contrôlée pendant le traitement thermique des forges de titane.
10. Performance d’amortissement faible
Avec le titane et d’autres matériaux métalliques (cuivre, acier) faits de la même forme et taille de l’horloge, avec la même force pour frapper chaque cloche trouvera que l’horloge faite de son d’oscillation de titane dure longtemps, c’est-à-dire que l’énergie donnée en frappant à l’horloge n’est pas facile à disparaître, donc nous disons que la performance d’amortissement du titane est faible.
Il existe trois fonctions spéciales du titane
1) Fonction de mémoire de forme
Cette fonction se réfère à Ti-50% Ni (atomique) alliage, dans certaines conditions de température, peut restaurer sa capacité de forme originale, appelé ce matériau alliage de mémoire de forme.
2) Fonction supraconductrice
Cette fonction de Ti se réfère à l’alliage NbTi, lorsque la température tombe à près du zéro absolu, le fil en alliage NbTi, perdra la résistance, tout grand courant à travers, le fil ne chauffera pas, aucune consommation d’énergie, NbTi est appelé matériau supraconducteur.
3) Fonction de stockage d’hydrogène
L’alliage Ti-50% Fe (atomique) a la capacité d’absorber une grande quantité d’hydrogène. En utilisant cette caractéristique de TiFe, l’hydrogène peut être stocké en toute sécurité, c’est-à-dire que le stockage d’hydrogène n’utilise pas nécessairement de cylindres haute pression en acier. Dans certaines conditions, l’hydrogène peut également être libéré par le TiFe, appelé matériau de stockage d’énergie.
