Af hverju getur títan orðið leiðandi meðal málma?

Vegna lágs hlutfallslegs þéttleika, framúrskarandi hita- og tæringarþols og mikils burðarstyrks hefur títan og málmblöndur þess verið háð víðtækum rannsóknum og beitingu allt frá því að það var uppgötvað snemma á 20. öld. Títansambönd hafa fleiri og betri eiginleika, sem eru andstæður og ófölsaðir málmar, þannig að þau eru nýtt við mismunandi aðstæður. Ennfremur, með framförum vísinda og nýsköpunar, hefur títansamsetning breyst í mikilvægt efni fyrir nýjar framfarir, nýjan búnað og nýjar hringrásir, og tengd verkefni þess hafa sett annan tíma ósvikinnar atburðarása.
Títan eiginleikar og forrit

Títan er silfurhvítur málmur sem er flokkaður sem sjaldgæfur léttmálmur í málmflokkun. Bræðslumark þess er 1668 gráður og fasaskiptapunkturinn er 882 gráður frá fasa líkamsmiðjulaga teningsgrindarinnar yfir í fasa þéttpakkaðrar sexhyrndu grindarinnar, eða frá fasa til fasa. Í samanburði við aðra málma hefur títan sína eigin eiginleika hvað varðar efnafræðileg efni og vélræna eiginleika.

1. Lágur þéttleiki og hár sérstakur styrkur

Þykkt títanmálms er 4,51g/cm³, sem er hærra en ál og lægra en stál, kopar og nikkel, en sérstakur styrkur þess er meiri en álefnasamband og hástyrkt amalgamstál. Hár ótvíræð styrkur sýnir að málmefnið er létt og hárstyrkur, svo títan er sömuleiðis létt og sterkur málmur undirliggjandi efni. Hár ótvíræð styrkur títans gerir það að verkum að það er víða notað til að efla nýjustu framfarir eins og flug, flug, eldflaugar og vopn. Á heildina litið eru títan og títan samsett efni notuð í hraðsnúninga rafallshringi, risastórar brúnir á gufuhverflum, mjög vönduð hjól, golfkylfur, stokka fyrir há stökk, og svo framvegis.

2. Lágur teygjustuðull[i]

Teygjustuðull títan er 106,4GMPa við stofuhita, sem er 57% af stáli. Þetta gefur til kynna að geta títan til að standast eðlilega álag er minni en stál, svo notkun títan er takmörkuð og það hentar ekki fyrir stífa burðarhluta. Hins vegar, í varmaskiptum með títan langa rör búnt, yfirstígur skífuhönnunin galla af mjög lélegri stífni og virkar vel jafnvel við titringsskilyrði.

3. Lítil hitaleiðni

Hitaflutningsbúnaður títanmálms er aðallega rafræn hitaleiðni, fylgt eftir með hitaleiðni grindar. Raunverulegar prófunarniðurstöður sýna að hitaleiðni títans er 0.1507J, sem er fimmtungur af lágkolefnisstáli og einn-25hluti af kopar, sem er svipað og ryðfríu stáli. Þrátt fyrir að títan hafi litla hitaleiðni er hægt að nota það til að búa til klettaklifur. Títaníumpúturnar hans eru ekki aðeins léttar heldur leiða ekki núning og hita, sem gerir þær að kjörnu efni fyrir fjallgöngumenn.

4. Togstyrkur er nálægt álagsstyrk hans

Flutningsstyrkshlutfall (togstyrkur/flæðistyrkur) títan er hátt, sem leiðir til lélegrar plastaflögunar á títanmálmefnum við mótun. Að auki eru ávöxtunarmörk títans hærri en teygjanleikastuðullinn, þannig að títan hefur meiri seiglu við mótun.

Þessi eiginleiki títan gerir okkur kleift að finna bestu vinnslu- og myndunarskilyrði - hlý mótun, sem forðast streitu og álagssprungur af völdum mikillar seiglu og háu afraksturshlutfalli títan, og forðast vetnisbrot af völdum títan. frásog vetnis yfir 400 gráður. Þetta er ein af ástæðunum fyrir því að tilgreindur umhverfishiti fer ekki yfir 315 gráður þegar títanbúnaður er notaður í almennum iðnaði.

5. Ekki segulmagnaðir og ekki eitraðir

Títan er ósegulmagnaður málmur og verður ekki segulmagnaður í stóru segulsviði. Títan gangráðar verða ekki fyrir áhrifum af þrumuveðri og hafa góða samhæfni við vefi og blóð manna, svo þeir eru notaðir af læknasamfélaginu.

6. Sterkur dempunarafköst[ii]

Eftir að títanmálmur hefur orðið fyrir vélrænni titringi og rafmagns titringi er eigin titringsdeyfingartími hans lengsti samanborið við stál og koparmálma. Þessi eiginleiki títan er hægt að nota sem stilli gafflar, titringshluti í læknisfræðilegum ultrasonic pulverizers og titringsfilmur af hágæða hljóðhátalara.

7. Góð hitaþol

Hægt er að nota nýjar títan málmblöndur í langan tíma við hitastig upp á 600 gráður eða hærra. Með þróun flug- og geimferðaiðnaðarins eru hitaþolnar títan málmblöndur notaðar í vélardiska, blað, aftan skrokk, stýringar, loftinntaksbeygjur og aðra íhluti.

8. Góð lághitaþol

Lághita títan málmblöndur táknuð með títan málmblöndur TA7 (Ti-5Al-2.5Sn), TC4 (Ti-6Al-4V) og Ti-2 Styrkur .5Zr-1.5Mo eykst eftir því sem hitastigið lækkar, en mýktin breytist ekki. stór. Það viðheldur góðri sveigjanleika og seigleika við lágt hitastig upp á -196-253 gráðu, og forðast kalt brothætta málms. Það er tilvalið efni fyrir kryógenílát, geymslukassa og annan búnað.

9. Sterk sogárangur

Títan er mjög efnafræðilega hvarfgjarn málmur sem getur hvarfast við mörg frumefni og efnasambönd við háan hita. Títanöndun vísar aðallega til hvarfsins við kolefni, vetni, köfnunarefni og súrefni við háan hita.

10. Sterk tæringarþol

Títan er mjög virkur málmur með mjög litla jafnvægisgetu og mikla tilhneigingu til varmafræðilegrar tæringar í miðlinum. Samt sem áður er títan algjörlega stöðugt í mörgum miðlum. Til dæmis er títan veðrandi í oxandi, óhlutdrægum og veikburða miðlum. Þetta er á þeim forsendum að títan hefur óvenjulegt dálæti á súrefni. Þétt, mjög límandi og óvirkt oxíðfilma myndast á yfirborði títansins í efni sem inniheldur súrefni eða loft, sem verndar títangrunnið fyrir tæringu. Reyndar, jafnvel vegna vélræns slits, mun það fljótt jafna sig eða endurheimta sig sjálft, sem sýnir að títan er málmur með traustan tilhneigingu til að passivera.

Eins og er, hefur títan orðið eitt af lykilmálmefnum fyrir viðleitni til að takast á við nýjar hringrásir, nýjar framfarir og gríðarlegt umfang, tölvuvæddur, verndaður, áreiðanlegur og langdrægur vélbúnaður.