O titânio é um elemento com um número at ômico de 22 na tabela periódica, um elemento subgrupo do quarto período, que inclui zircônio e hafnio além do titânio, e é caracterizado por um alto ponto de derreter e um filme estável de óxido na superfície em temperatura ambiente.
Características do Titânio
1. Pequena densidade, grande força específica
A densidade de titânio é de 4,51g/cm3, que é de 57% de aço, titânio é menos de duas vezes mais pesado que alumínio, e sua força é de três vezes maior que alumínio. A força específica da liga Ti (relação força/densidade) é 3,5 vezes maior que a do aço inoxidável; e é 1,3 vezes mais de liga de alumínio,1,7 vezes mais de liga de magnésio.
2. Excelente resistência à corrosão
A passividade do titânio depende da existência de filme de óxido, e sua resistência à corrosão na mídia oxidante é muito melhor do que na mídia reduzida. Altas taxas de corrosão ocorrem na redução da mídia. O titânio não é corrodido em algumas mídias corrosivas, como água do mar, cloro húmido, cloro e soluções de hipoclorito, ácido nítrico, ácido crômico, cloretos de metais, sulfidos e ácidos orgânicos. No entanto, no meio que reage com titânio para produzir hidrogênio (como ácido clorírico e ácido sulfúrico), o titânio geralmente tem uma alta taxa de corrosão. No entanto, se uma pequena quantidade de agente oxidante for adicionada ao ácido, um filme de passivação será formado na superfície do titânio. Portanto, na mistura de ácido sulfúrico forte – ácido nítrico ou ácido hidroclórico – ácido nítrico, e mesmo em ácido hidroclórico contendo cloro livre, o titânio é resistente à corrosão. O filme protetor de óxido de titânio é geralmente formado quando o metal atinge a água, mesmo em pequenas quantidades de água ou vapor de água. Se o titânio for exposto a um ambiente forte oxidante em que não há água, ocorrerão reações violentas, e at é mesmo combustão espontânea ocorrerá muitas vezes.
3. Boa resistência ao calor
Normalmente alumínio a 150 °C, aço inoxidável a 310 °C que perdeu as propriedades originais, enquanto liga de titânio a cerca de 500 °C ainda mantém boas propriedades mecânicas. Quando a velocidade da aeronave atinge 2,7 vezes a velocidade do som, a temperatura da superfície da estrutura da aeronave atinge 230⊥, liga de alumínio e liga de magnésio não podem ser usadas, e liga de titânio pode satisfazer os requisitos. O titânio tem boa resistência ao calor, e é usado no disco e na lâmina do compressor aeromotor e na pele do fuselaje de trás da aeronave.
4 Bom desempenho de baixa temperatura
A for ça de algumas ligações de titânio (como Ti-5AI-2.5SnELI) aumenta com a diminuição da temperatura, mas a plasticidade não é muito reduzida, e ainda tem boa ductilidade e rigidez a baixas temperaturas, o que é adequado para uso a temperaturas ultra baixas. Pode ser usado em motores de foguete de hidrogênio líquido seco e oxigênio líquido, ou em naves espaciais tripuladas como recipientes de temperatura ultra baixa e tanques de armazenamento.
5. Não-magnético
Titanium is non-magnetic, it is used in submarine hull, will not cause mine explosion.
6. A pequena condutividade térmica
A condutividade térmica do titânio é pequena, apenas 1/5 de aço, 1/13 de alumínio e 1/25 de cobre. Pobre condutividade térmica é uma desvantagem de titânio, mas em alguns casos essa característica de titânio
7. Módulo baixo elástico
O módulo elástico de titânio é apenas 55% do de a ço, e o módulo elástico baixo é uma desvantagem quando usado como material estrutural.
8. Força de tensão e força de rendimento é muito próxima
A força de tensão da liga de titânio Ti-6AI-4V é de 960MPa e a força de rendimento é de 892MPa, e a diferença entre os dois é de apenas 58MPa, como mostrado na Tabela 2-4.
9. O titânio é fácil de oxidar a altas temperaturas
O titânio tem uma forte força de ligação com hidrogênio e oxigênio, e deveria ser prestada atenção à prevenção da oxidação e absorção de hidrogênio. A soldagem de titânio deve ser realizada sob a proteção do argão para prevenir a poluição. Titanium tube and sheet should be heat treated under vacuum, and micro-oxidizing atmosphere should be controlled during heat treatment of titanium forgings.
10. Baixo desempenho humilhante
Com titânio e outros materiais metálicos (cobre, a ço) feitos da mesma forma e tamanho do relógio, com a mesma força de bater cada sino descobrirá que o relógio feito de som de oscilação de titânio dura um longo tempo, ou seja, a energia dada batendo o relógio não é fácil de desaparecer, então dizemos que o desempenho de umidificação do titânio é baixo.
Há três funções especiais de titânio
1) Função de memória de forma
Essa função se refere à ligação Ti-50% Ni (atômica), em certas condições de temperatura, pode restaurar sua capacidade de forma original, chamada de ligação de memória de forma material.
2) Função de supercondução
Essa função de Ti se refere à liga NbTi, quando a temperatura cair para perto de zero absoluto, o fio feito de liga NbTi, vai perder resistência, qualquer corrente grande através, o fio não vai aquecer, nenhum consumo de energia, NbTi é chamado de material supercondutor.
3) Função de armazenamento de hidrogênio
A liga Ti-50% Fe (atômica) tem a capacidade de absorver uma grande quantidade de hidrogênio. Usando essa característica do TiFe, o hidrogênio pode ser armazenado em segurança, ou seja, o armazenamento de hidrogênio não necessariamente usa cilindros de aço de alta pressão. Em certas condições, o hidrogênio também pode ser liberado pela TiFe, que é chamado de material de armazenamento de energia.
