Titan er et grunnstoff med et atomnummer på 22 i det periodiske systemet, den fjerde syklusen av undergruppeelementene, det vil si gruppe IV B, i tillegg til titan, er det zirkonium, hafnium, og deres vanlige egenskaper er høyt smeltepunkt, ved romtemperatur på overflaten for å danne en stabil oksidfilm.
Ti egenskaper av titan
1.liten tetthet, høy styrke, stor spesifikk styrke
Tettheten til titan er 4,51 g/cm3, som er 57 % av stål, titan er mindre enn dobbelt så tungt som aluminium, og styrken er tre ganger så stor som aluminium. Den spesifikke styrken (styrke/tetthetsforhold) til titanlegering er den største i vanlige industrielle legeringer (se tabell 1), og den spesifikke styrken til titanlegering er 3,5 ganger den for rustfritt stål, 1,3 ganger den for aluminiumslegering og 1,7 ganger det av magnesiumlegering, så det er et viktig strukturelt materiale for romfartsindustrien.
2. utmerket korrosjonsbestandighet
Passiviteten til titan avhenger av eksistensen av oksidfilm, og korrosjonsmotstanden i oksiderende medier er mye bedre enn i reduserende medier. Høye korrosjonshastigheter forekommer i reduserende medier. Titan er ikke korrodert i enkelte etsende medier, som sjøvann, vått klor, kloritt og hypoklorittløsninger, salpetersyre, kromsyre, metallklorider, sulfider og organiske syrer. Imidlertid, i mediet som reagerer med titan for å produsere hydrogen (som saltsyre og svovelsyre), har titan vanligvis en høy korrosjonshastighet. Men hvis en liten mengde oksidasjonsmiddel tilsettes syren, vil det dannes en passiveringsfilm på overflaten av titan. Derfor, i blandingen av sterk svovelsyre - salpetersyre eller saltsyre - salpetersyre, og selv i saltsyre som inneholder fritt klor, er titan korrosjonsbestandig. Titans beskyttende oksidfilm dannes ofte når metallet treffer vann, selv i små mengder vann eller vanndamp. Hvis titan utsettes for et sterkt oksiderende miljø hvor det ikke er vann i det hele tatt, vil det oppstå rask oksidasjon og voldsomme reaksjoner, og til og med selvantennelse vil ofte oppstå. Slike fenomener har oppstått i reaksjonen av titan med rykende salpetersyre som inneholder for mye nitrogenoksid og titan med tørr klorgass. Så for å forhindre denne typen reaksjon, må det være en viss a
3. god varmebestandighet
Vanligvis aluminium ved 150 grader C, rustfritt stål ved 310 grader C som mistet de opprinnelige egenskapene, mens titanlegering ved ca 500 grader C fortsatt opprettholder gode mekaniske egenskaper. Når flyhastigheten når 2,7 ganger lydhastigheten, når overflatetemperaturen til flystrukturen 230 grader, aluminiumslegering og magnesiumlegering kan ikke brukes, og titanlegering kan oppfylle kravene. Titan har god varmebestandighet, og det brukes i skiven og bladet til aeromotorkompressoren og huden på flyets bakkropp.
4. god lav temperatur ytelse
Styrken til noen titanlegeringer (som Ti-5AI-2.5SnELI) øker med temperaturnedgangen, men plastisiteten reduseres ikke mye, og den har fortsatt god duktilitet og seighet ved lave temperaturer , som er egnet for bruk ved ultralave temperaturer. Den kan brukes i rakettmotorer med tørr flytende hydrogen og flytende oksygen, eller i bemannede romfartøyer som ultralavtemperaturbeholdere og lagringstanker.
5. Ingen magnetfelt
Titan er ikke-magnetisk, det brukes i ubåtskrog, vil ikke forårsake mineeksplosjon.
6. liten varmeledningsevne
Den termiske ledningsevnen til titan er liten, bare 1/5 av stål, 1/13 av aluminium og 1/25 av kobber. Dårlig varmeledningsevne er en ulempe med titan, men i noen tilfeller kan denne egenskapen til titan brukes.
7. Lav elastisitetsmodul
Elastikkmodulen til titan er bare 55 % av den til stål, og lav elastisitetsmodul er en ulempe når den brukes som et strukturelt materiale
8. strekkstyrke og flytegrense er svært nær
Strekkstyrken til Ti-6AI-4V titanlegering er 960 MPa og flytegrensen er 892 MPa, og forskjellen mellom de to er bare 58 MPa.
9. titan er lett å oksideres ved høye temperaturer
Titan har en sterk bindende kraft med hydrogen og oksygen, og man bør være oppmerksom på å hindre oksidasjon og hydrogenabsorpsjon. Titansveising bør utføres under beskyttelse av argon for å forhindre forurensning. Titanrør og plate bør varmebehandles under vakuum, og mikrooksiderende atmosfære bør kontrolleres under varmebehandling av titansmiing.
10. lav dempende ytelse
Med titan og andre metallmaterialer (kobber, stål) laget av samme form og størrelse på klokken, med samme kraft for å banke hver bjelle vil finne ut at klokken laget av titan oscillasjonslyd varer lenge, det vil si energien gitt ved å banke på klokken er ikke lett å forsvinne, så vi sier at dempingsytelsen til titan er lav.
Tre spesielle funksjoner av titan
1
Shape memory funksjon
Refererer til Ti-50%Ni (atomær) legering, under visse temperaturforhold, kan gjenopprette sin opprinnelige formevne, kalt denne materialet formminnelegering.
2
Superledende funksjon
Refererer til Nb-Ti-legering, når temperaturen synker til nær absolutt null, vil ledningen laget av Nb-Ti-legering miste motstand, stor strøm gjennom, ledningen vil ikke varmes, det er ikke noe energiforbruk, Nb-Ti kalles superledende materiale.
3
Hydrogenlagringsfunksjon
Refererer til Ti-50%Fe (atomær) legering, som har evnen til å absorbere store mengder hydrogen. Ved å bruke denne funksjonen til Ti-Fe kan hydrogen lagres trygt, det vil si at hydrogenlagring ikke nødvendigvis bruker høytrykkssylindere av stål. Under visse forhold kan hydrogen også frigjøres av Ti-Fe, som kalles et energilagringsmateriale.