Titanium dan sifat-sifatnya

Titanium adalah unsur kimia logam, simbol kimia Ti, nomor atom 22, termasuk logam non-ferrous langka yang tahan api.

Sifat titanium dan kandungan karbon, hidrogen, oksigen dan pengotor lainnya, kandungan pengotor titanium iodida paling murni tidak lebih dari 0.1%, namun kekuatannya rendah, plastisitas tinggi. 99,5% sifat titanium murni industri adalah: kepadatan P=4.5g/cm3, titik leleh 1800 derajat C, konduktivitas termal λ=15.24W / (MK), kekuatan tarik σ b {{10} }MPa, perpanjangan: δ=25%, perpanjangan bagian:δ =25%, penyusutan bagianψ=25%, sentuhan elastis E=1.078×105MPa, kekerasan HB195.

Titanium adalah logam transisi perak-putih, ditandai dengan kepadatan rendah, titik leleh tinggi, kekuatan spesifik tinggi, ketahanan korosi, kinerja suhu tinggi dan rendah, non-magnetik, tidak beracun, biokompatibel. Diantaranya, kinerja kekuatan tinggi sangat menonjol, kekuatan paduan titanium berkekuatan tinggi dan baja berkekuatan tinggi, tetapi kepadatannya hampir setengahnya kecil. Selain itu, titanium dan paduannya juga memiliki memori bentuk, superkonduktivitas dan penyimpanan hidrogen serta karakteristik lainnya.

Sifat titanium

Kekuatan tinggi: 1,3 kali lipat dari paduan aluminium, 1,6 kali lipat dari paduan magnesium, 3,5 kali lipat dari baja tahan karat, juara bahan logam. Kepadatan paduan titanium umumnya sekitar 4,5g/cm3, hanya 60% baja, kekuatan titanium murni mendekati kekuatan baja biasa, beberapa paduan titanium berkekuatan tinggi melebihi kekuatan banyak baja struktural paduan, sehingga paduan titanium dibandingkan kekuatan (kekuatan/kepadatan) jauh lebih besar dibandingkan bahan struktur logam lainnya, dapat dibuat satuan dengan kekuatan tinggi, ketangguhan, bagian dan komponen yang ringan, pada bagian struktur mesin pesawat, rangka, kulit, pada struktur mesin pesawat terbang, kerangka , kulit, pengencang dan roda pendaratan, dll. menggunakan paduan titanium.

Kekuatan termal tinggi: penggunaan suhu beberapa ratus derajat lebih tinggi dibandingkan paduan aluminium, pada suhu sedang masih dapat mempertahankan kekuatan yang dibutuhkan, dapat berada pada suhu kerja jangka panjang 450-500 derajat C.

Ketahanan korosi yang baik: tahan terhadap korosi asam, alkali dan atmosfer, dengan ketahanan yang sangat kuat terhadap korosi pitting dan tegangan. Paduan titanium bekerja di atmosfer lembab dan media air laut, ketahanan korosi lainnya jauh lebih baik daripada baja tahan karat; lubang, 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 oksigen dan garam pereduksi yang buruk.

Performa suhu rendah yang baik: paduan titanium TA7 dengan elemen interstisial yang sangat rendah dapat mempertahankan tingkat plastisitas tertentu pada derajat -253 . Paduan titanium pada suhu rendah dan sangat rendah, masih dapat mempertahankan sifat mekaniknya, kinerja suhu rendah baik, elemen interstisial dari paduan titanium sangat rendah, seperti TA7, dalam suhu -253 C juga dapat mempertahankan a tingkat plastisitas tertentu, sehingga industri paduan titanium merupakan bahan struktural suhu rendah yang penting.

Aktivitas kimia: aktivitas kimia tinggi pada suhu tinggi, mudah dengan hidrogen, oksigen dan pengotor gas lainnya di udara bereaksi kimia untuk menghasilkan lapisan yang mengeras. Aktivitas kimia Titanium besar, dan atmosfer O, N, H, CO, CO2, uap air, amonia, dll menghasilkan reaksi kimia yang kuat. Ketika kandungan karbon lebih besar dari 0.2%, TiC keras akan terbentuk dalam paduan titanium; pada suhu yang lebih tinggi, lapisan permukaan keras TiN akan terbentuk ketika bekerja dengan N. Di atas 600 derajat, titanium menyerap oksigen untuk membentuk lapisan yang mengeras dengan kekerasan tinggi; kenaikan kandungan hidrogen juga akan membentuk lapisan yang rapuh. Kedalaman lapisan permukaan yang keras dan rapuh akibat penyerapan gas bisa mencapai 0.1-0.15 mm, dengan derajat pengerasan 20-30%. Afinitas kimia Titanium juga besar, mudah dengan fenomena adhesi yang dihasilkan oleh permukaan gesekan.

Konduktivitas termal kecil, sentuhan elastis kecil: konduktivitas termal titanium λ=15.2W / (M, K) sekitar 1/4 nikel, besi 5/1, aluminium 1/14, dan berbagai paduan titanium daripada koefisien konduktivitas termal titanium, konduktivitas termal paduan titanium sekitar 50% turun, paduan titanium, sentuhan elastis sekitar 1/2 baja, sehingga kekakuannya buruk, mudah berubah bentuk, tidak cocok untuk membuat batang tipis panjang dan bagian berdinding tipis, pemotongan, pemesinan permukaan pantulan berukuran besar, sekitar 2-3 kali, menyebabkan permukaan menempel pada permukaan gesekan. Baja tahan karat 2-3 kali, mengakibatkan gesekan, adhesi, dan keausan ikatan yang hebat pada permukaan bilah belakang pahat.