Πόσα γνωρίζετε για τις ιδιότητες του τιτανίου;

1. Χρώμα και Φυσικές Ιδιότητες

Το χρώμα του καθαρού τιτανίου είναι μεταλλικό λευκό με απαλή λάμψη. Βρίσκεται στην τέταρτη ομάδα του περιοδικού πίνακα και έχει την υψηλότερη αναλογία αντοχής προς βάρος από οποιοδήποτε άλλο στοιχείο. Η ειδική του αντοχή είναι 288 kNm/kg. Η πυκνότητά του, 4.5 g/cm3, είναι σημαντικά μικρότερη από αυτή του χάλυβα, η οποία είναι 7.8 g/cm3. Αυτές οι ιδιότητες εξηγούν γιατί το τιτάνιο έχει συμβάλει σε τεράστιες βελτιώσεις στην αναλογία ώσης προς βάρος των κινητήρων τζετ.

2.Μηχανικές ιδιότητες

Το τιτάνιο έχει εξαιρετική ολκιμότητα και αντοχή σε εφελκυσμό. Το ελάχιστο όριο διαρροής του είναι μεταξύ 240 και 241 MPa σε εμπορικά καθαρό κράμα 1ης ποιότητας. Το Ti-10V-2Fe-3Al έχει το υψηλότερο όριο διαρροής από όλα τα κράματα τιτανίου στα 1260 MPa.

Το εμπορικά καθαρό τιτάνιο κατηγορίας 1 έχει σκληρότητα Rockwell B 70-74 και αντοχή σε θραύση 66 MPa-m½. Το μέτρο ελαστικότητας Young για το καθαρό τιτάνιο είναι 120 GPA με μέτρο διάτμησης 45 GPA.

3.Ηλεκτρικές ιδιότητες

Το τιτάνιο έχει χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα 3.1% IACS (Διεθνές Πρότυπο Ανόπτησης Χαλκού). Αυτό το καθιστά ακατάλληλο για εφαρμογές όπου η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι επιθυμητή. Ωστόσο, οι φυσικές και μηχανικές του ιδιότητες το αντισταθμίζουν με το παραπάνω.

4.Θερμικές ιδιότητες

Το τιτάνιο έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα 11.4 W/m K, η οποία είναι σημαντική κατά την κατεργασία. Το τιτάνιο τείνει να θερμαίνει το εργαλείο αντί να κατανέμει θερμότητα σε όλο το μέταλλο, γεγονός που μειώνει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου και μπορεί να προκαλέσει ζημιά στην απόδοση του μετάλλου.

Σημείο τήξης 1668 ± 10 °C (3035 °F)

Solidus/liquidus 1725 °C (3135 °F)

Σημείο βρασμού 3260 °C (5900 °F)

Ειδική θερμότητα (στους 25 °C) 0.5223 kJ/kg K

Θερμική αγωγιμότητα 11.4 W/m K

Θερμότητα σύντηξης 440 kJ/kg (εκτιμώμενη)

Θερμότητα εξάτμισης 9.83 MJ/kg

5.Χημικές ιδιότητες

Όπως και το αλουμίνιο, το καθαρό τιτάνιο είναι εξαιρετικά δραστικό. Η ατμοσφαιρική παθητικοποίηση σχηματίζει ένα στρώμα οξειδίου στην επιφάνεια του μετάλλου, καθιστώντας το αδρανές. Αυτή η διαδικασία δεν συμβαίνει μόνο στον αέρα αλλά και κάτω από το νερό. Ένα στρώμα πάχους 1-2 νανομέτρων σχηματίζεται ακαριαία και πυκνώνει στα 25 νανόμετρα μετά από 4 χρόνια.

Με αυτό το στρώμα οξειδίου, το τιτάνιο είναι άτρωτο σε προσβολές από υδροχλωρικό και θειικό οξύ. Περαιτέρω βελτιώσεις στην χημική του αντοχή προέρχονται από την προσθήκη παλλαδίου σε ποιότητες 11 και 17 για εφαρμογές σε περιβάλλοντα αλμυρού νερού και χημικών εργοστασίων.

Πάνω από τους 800 βαθμούς, το τιτάνιο καίγεται σε άζωτο σχηματίζοντας νιτρίδιο του τιτανίου. Το τιτάνιο χωρίς την επίστρωση οξειδίου του παρουσιάζει υψηλό κίνδυνο καύσης σε οξυγόνο. Για τις ιδιότητες του πιο συχνά χρησιμοποιούμενου κράματος τιτανίου, Ti 6Al 4V, ανατρέξτε στο φύλλο δεδομένων μας κατηγορίας 5.