Sifat Paduan Titanium

Titanium adalah jenis logam baru, sifat titanium dan kandungan karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen dan pengotor lainnya, kandungan pengotor titanium iodida paling murni tidak lebih dari 0.1%, tetapi kekuatannya rendah, plastisitas tinggi. 99,5% sifat titanium murni industri adalah: kepadatan ρ=4.5g/cm3, titik leleh 1800 derajat C, koefisien konduktivitas termal λ=15.24W / (mK), kekuatan tarik σb=539MPa. Perpanjangan δ=25%, penyusutan bagian ψ=25%, modulus elastisitas E=1.078×105MPa, kekerasan HB195.

(1) Kekuatan spesifik yang tinggi

Kepadatan paduan titanium umumnya sekitar 4,5g/cm3, hanya 60% baja, kekuatan titanium murni mendekati kekuatan baja biasa, beberapa paduan titanium berkekuatan tinggi lebih dari banyak kekuatan baja struktural paduan. Oleh karena itu, kekuatan spesifik paduan titanium (kekuatan / kepadatan) jauh lebih besar dibandingkan bahan struktur logam lainnya, lihat Tabel 7-1, dapat menghasilkan satuan kekuatan tinggi, kekakuan yang baik, komponen dan komponen yang ringan. Saat ini komponen mesin pesawat, rangka, kulit, pengencang dan roda pendaratan, dll menggunakan paduan titanium.

(2) Kekuatan termal yang tinggi

Penggunaan suhu dibandingkan paduan aluminium beberapa ratus derajat lebih tinggi pada suhu sedang masih dapat mempertahankan kekuatan yang dibutuhkan, dapat pada suhu 450-500 derajat kerja jangka panjang dari kedua jenis paduan titanium ini dalam kisaran dari 150 derajat hingga 500 derajat masih memiliki kekuatan spesifik yang tinggi, dan paduan aluminium pada 150 derajat dari kekuatan penurunan yang jelas. Suhu kerja paduan titanium bisa mencapai 500 derajat, paduan aluminium di bawah 200 derajat.

(3) Ketahanan korosi yang baik

Paduan titanium bekerja di atmosfer lembab dan media air laut, ketahanan korosinya jauh lebih baik daripada baja tahan karat; pitting, korosi asam, ketahanan korosi tegangan sangat kuat; alkali, klorida, bahan organik klorin, asam nitrat, asam sulfat, dll. memiliki ketahanan korosi yang sangat baik. Tetapi titanium memiliki ketahanan korosi media reduksi oksigen dan garam kromium yang buruk.

(4) Kinerja suhu rendah yang baik

Paduan titanium pada suhu rendah dan suhu sangat rendah, masih dapat mempertahankan sifat mekaniknya. Kinerja suhu rendah yang baik, elemen celah paduan titanium yang sangat rendah, seperti TA7, dalam derajat -253 juga dapat mempertahankan tingkat plastisitas tertentu. Oleh karena itu, paduan titanium juga merupakan bahan struktural suhu rendah yang penting.

(5) Aktivitas kimia yang hebat

Aktivitas kimia Titanium, dan atmosfer O, N, H, CO, CO2, uap air, amonia dan reaksi kimia kuat lainnya. Kandungan karbon yang lebih besar dari 0.2%, akan membentuk TiC keras pada paduan titanium; suhu yang lebih tinggi, dan peran N juga akan membentuk lapisan permukaan keras TiN; dalam 600 derajat atau lebih, titanium menyerap oksigen untuk membentuk lapisan keras dengan kekerasan tinggi; kandungan hidrogen meningkat, tetapi juga pembentukan lapisan penggetasan. Penyerapan gas dan lapisan permukaan keras yang dihasilkan rapuh hingga kedalaman 0,1 ~ 0,15 mm, tingkat pengerasannya adalah 20% ~ 30%. Afinitas kimia Titanium juga besar, mudah menghasilkan adhesi dengan permukaan gesekan.

(6) konduktivitas termal kecil, modulus elastisitas kecil

Konduktivitas termal titanium λ=15.24W/(mK) adalah sekitar 1/4 nikel, 1/5 besi, 1/14 aluminium, dan berbagai paduan titanium memiliki konduktivitas termal sekitar 50% lebih rendah dari itu dari titanium. Modulus elastisitas paduan titanium sekitar 1/2 baja, sehingga kekakuannya buruk, mudah berubah bentuk, tidak cocok untuk membuat batang ramping dan bagian berdinding tipis, dan pantulan permukaan mesin saat pemotongan sangat besar, sekitar 2 hingga 3 kali lebih banyak dari baja tahan karat, mengakibatkan gesekan yang kuat, daya rekat, dan keausan ikatan pada pahat setelah permukaan pemotong.

Paduan titanium memiliki kekuatan tinggi dan kepadatan rendah, sifat mekanik yang baik, ketangguhan dan ketahanan korosi yang sangat baik. Selain itu, paduan titanium memiliki kinerja proses yang buruk, kesulitan pemotongan dan pemesinan, dalam pemrosesan termal, sangat mudah menyerap kotoran seperti hidrogen, oksigen, nitrogen dan karbon. Ketahanan abrasi juga buruk, proses produksinya rumit. Produksi industri titanium dimulai pada tahun 1948. Kebutuhan pengembangan industri penerbangan, sehingga industri titanium memiliki tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata sekitar 8% pembangunan. Saat ini, produksi tahunan bahan pengolah paduan titanium di dunia telah mencapai lebih dari 40,000 ton, kadar paduan titanium hampir 30 jenis. Paduan titanium yang paling banyak digunakan adalah Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) dan titanium murni industri (TA1, TA2 dan TA3).

Paduan titanium terutama digunakan untuk membuat suku cadang kompresor mesin pesawat terbang, diikuti oleh suku cadang struktural untuk roket, rudal, dan pesawat terbang berkecepatan tinggi. Pada pertengahan-1960an, titanium dan paduannya telah diterapkan di industri umum untuk membuat elektroda bagi industri elektrolisis, kondensor untuk pembangkit listrik, pemanas untuk kilang minyak bumi dan desalinasi air laut serta perangkat pengendalian pencemaran lingkungan, dll. Titanium dan paduannya telah menjadi sejenis bahan yang tahan. Titanium dan paduannya telah menjadi bahan struktural yang tahan korosi. Ini juga digunakan untuk memproduksi bahan penyimpanan hidrogen dan membentuk paduan memori.