Titan er et grundstof med et atomnummer på 22 i det periodiske system, den fjerde cyklus af undergruppens grundstoffer, det vil sige gruppe IV B, ud over titanium er der zirconium, hafnium, og deres fælles egenskaber er højt smeltepunkt, ved stuetemperatur på overfladen for at danne en stabil oxidfilm.
Ti karakteristika af titanium
1. lille tæthed, høj styrke, stor specifik styrke
Densiteten af titanium er 4,51 g/cm3, hvilket er 57% af stål, titanium er mindre end dobbelt så tungt som aluminium, og dets styrke er tre gange så højt som aluminium. Den specifikke styrke (styrke/densitetsforhold) af titanlegering er den største i almindelige industrielle legeringer (se tabel 1), og den specifikke styrke af titanlegering er 3,5 gange den for rustfrit stål, 1,3 gange den for en aluminiumlegering og 1,7 gange den for en aluminiumlegering. det af magnesiumlegering, så det er et væsentligt strukturelt materiale til rumfartsindustrien.
2. fremragende korrosionsbestandighed
Titaniums passivitet afhænger af eksistensen af oxidfilm, og dets korrosionsbestandighed i oxiderende medier er meget bedre end i reducerende medier. Høje korrosionshastigheder forekommer i reducerende medier. Titanium er ikke korroderet i nogle ætsende medier, såsom havvand, våd klor, chlorit og hypochlorit opløsninger, salpetersyre, chromsyre, metalchlorider, sulfider og organiske syrer. Men i mediet, der reagerer med titanium for at producere brint (såsom saltsyre og svovlsyre), har titan normalt en høj korrosionshastighed. Men hvis en lille mængde oxidationsmiddel tilsættes syren, vil der dannes en passiveringsfilm på overfladen af titanium. Derfor, i blandingen af stærk svovlsyre - salpetersyre eller saltsyre - salpetersyre, og selv i saltsyre, der indeholder frit klor, er titan korrosionsbestandigt. Titaniums beskyttende oxidfilm dannes ofte, når metallet rammer vand, selv i små mængder vand eller vanddamp. Hvis titanium udsættes for et stærkt oxiderende miljø, hvor der slet ikke er vand, vil der opstå hurtig oxidation og voldsomme reaktioner, og endda selvantændelse vil ofte opstå. Sådanne fænomener er opstået i reaktionen mellem titanium og rygende salpetersyre indeholdende for meget nitrogenoxid og titanium med tør klorgas. Så for at forhindre denne form for reaktion skal der være en vis a
3. god varmebestandighed
Normalt aluminium ved 150 grader C, rustfrit stål ved 310 grader C, der mistede de oprindelige egenskaber, mens titanlegering ved omkring 500 grader C stadig bevarer gode mekaniske egenskaber. Når flyets hastighed når 2,7 gange lydens hastighed, når overfladetemperaturen på flystrukturen 230 grader, aluminiumslegering og magnesiumlegering kan ikke bruges, og titanlegering kan opfylde kravene. Titanium har god varmemodstand, og det bruges i skiven og bladet på aeromotorkompressoren og huden på flyets bagerste skrog.
4. god lav temperatur ydeevne
Styrken af nogle titanlegeringer (såsom Ti-5AI-2.5SnELI) stiger med faldet i temperaturen, men plasticiteten reduceres ikke meget, og den har stadig god duktilitet og sejhed ved lave temperaturer , som er velegnet til brug ved ultralave temperaturer. Det kan bruges i raketmotorer med tør flydende brint og flydende oxygen eller i bemandede rumfartøjer som ultralavtemperaturbeholdere og lagertanke.
5. Intet magnetfelt
Titanium er ikke-magnetisk, det bruges i ubådsskrog, vil ikke forårsage mineeksplosion.
6. lille varmeledningsevne
Den termiske ledningsevne af titanium er lille, kun 1/5 af stål, 1/13 af aluminium og 1/25 af kobber. Dårlig varmeledningsevne er en ulempe ved titanium, men i nogle tilfælde kan denne egenskab af titanium bruges.
7. Lavt elasticitetsmodul
Titaniums elasticitetsmodul er kun 55 % af stålets, og lavt elasticitetsmodul er en ulempe, når det bruges som et strukturelt materiale
8. trækstyrke og flydespænding er meget tæt på
Trækstyrken af Ti-6AI-4V titanlegering er 960 MPa, og flydespændingen er 892 MPa, og forskellen mellem de to er kun 58 MPa.
9. titanium er let at blive oxideret ved høje temperaturer
Titanium har en stærk bindende kraft med brint og oxygen, og man bør være opmærksom på at forhindre oxidation og brintabsorption. Titaniumsvejsning bør udføres under beskyttelse af argon for at forhindre forurening. Titanrør og plade skal varmebehandles under vakuum, og mikrooxiderende atmosfære bør kontrolleres under varmebehandling af titansmedninger.
10. lav dæmpningsevne
Med titanium og andre metalmaterialer (kobber, stål) lavet af samme form og størrelse af uret, vil med samme kraft til at banke hver klokke opdage, at uret lavet af titanium oscillationslyd holder længe, det vil sige energien givet ved at banke på uret er ikke let at forsvinde, så vi siger, at dæmpningsydelsen af titanium er lav.
Tre specielle funktioner af titanium
1
Shape memory funktion
Henviser til Ti-50%Ni (atomisk) legering, under visse temperaturforhold, kan genoprette sin oprindelige formevne, kaldet dette materiale formhukommelseslegering.
2
Superledende funktion
Henviser til Nb-Ti-legering, når temperaturen falder til tæt på det absolutte nulpunkt, vil ledningen lavet af Nb-Ti-legering miste modstand, enhver stor strøm igennem, ledningen vil ikke varme, der er intet energiforbrug, Nb-Ti kaldes superledende materiale.
3
Brintlagringsfunktion
Henviser til Ti-50%Fe (atomare) legeringen, som har evnen til at absorbere en stor mængde brint. Ved at bruge denne funktion af Ti-Fe kan brint opbevares sikkert, det vil sige, at brintlagring ikke nødvendigvis bruger stål højtrykscylindre. Under visse forhold kan brint også frigives af Ti-Fe, som kaldes et energilagermateriale.