Titanium legeringenvertonen verschillende eigenschappen op basis van hun samenstelling en structuur. Titanium heeft twee kristalstructuren: -titanium, met een hexagonaal rooster onder 882 graden, en -titanium, met een op het lichaam gecentreerde kubieke structuur boven 882 graden. Door geschikte legeringselementen toe te voegen, kunnen de fase-inhoud en overgangstemperaturen worden gemanipuleerd om verschillende soorten titaniumlegeringen te verkrijgen. Bij kamertemperatuur kunnen titaniumlegeringen in drie categorieën worden ingedeeld.
1. Titanium legering: Deze eenfasige legering bestaat uit een vaste oplossing in een fase. Het behoudt zijn fasestructuur bij zowel normale als verhoogde temperaturen. De titaniumlegering vertoont een stabiele organisatie, een lagere slijtvastheid in vergelijking met puur titanium en een uitstekende oxidatieweerstand. Hoewel het zijn sterkte en kruipweerstand tussen 500-600 graden behoudt, kan het niet worden versterkt door middel van warmtebehandeling. De sterkte bij kamertemperatuur van een titaniumlegering is niet bijzonder hoog.
2. Bèta-titaniumlegering: Deze eenfasige legering bestaat uit een vaste oplossing in een fase. Het bezit een hoge sterkte, zelfs zonder warmtebehandeling. Bovendien kan de legering verder worden versterkt door processen zoals blussen en veroudering. De treksterkte van een bèta-titaanlegering bij kamertemperatuur kan 1372-1666 MPa bereiken.
3. Alpha-Beta-titaniumlegering: Deze duplexlegering vertoont uitstekende algehele prestaties, waaronder goede organisatorische stabiliteit, taaiheid, plasticiteit en vervormingseigenschappen bij hoge temperaturen. Het is zeer geschikt voor verwerking onder warme druk, afschrikken en veroudering om de sterkte ervan te vergroten. De warmtebehandelde alfa-bèta-titaanlegering vertoont een sterktetoename van 50-100% vergeleken met de gegloeide toestand. Het is bestand tegen langdurig gebruik bij temperaturen van 400-500 graden en vertoont een opmerkelijke thermische stabiliteit, de tweede na de alfa-titaniumlegering.
Van deze drie soorten titaniumlegeringen zijn de meest gebruikte titaniumlegeringen en alfa-bèta-titaniumlegeringen. In termen van bewerkbaarheid biedt titaniumlegering betere prestaties, gevolgd door alfa-bèta-titaniumlegering, terwijl bèta-titaniumlegering achterblijft. De overeenkomstige codes voor deze legeringen zijn TA voor titaniumlegering, TB voor bèta-titaniumlegering en TC voor alfa-bèta-titaniumlegering.
Prestatiekenmerken van titaniumlegeringen:
1. Hoge sterkte: Titaniumlegeringen hebben een dichtheid van ongeveer 4,51 g/cm³, wat slechts 60% van staal is. Sommige zeer sterke titaniumlegeringen overtreffen de sterkte van veel gelegeerd constructiestaal. Bijgevolg overtreft de specifieke sterkte (sterkte/dichtheid) van titaniumlegeringen die van andere metalen structurele materialen. Deze legeringen zijn ideaal voor de productie van lichtgewicht componenten met een hoge sterkte en stijfheid, zoals vliegtuigmotoronderdelen, skeletten, huiden, bevestigingsmiddelen en landingsgestellen.
2. Hoge thermische sterkte: Titaniumlegeringen zijn bestand tegen hogere temperaturen in vergelijking met aluminiumlegeringen. Ze kunnen hun vereiste sterkte behouden, zelfs bij gemiddelde temperaturen, en vertonen een uitzonderlijke sterkte tussen 150-500 graden. Aluminiumlegeringen ervaren daarentegen een aanzienlijke sterktevermindering bij 150 graden. Het werktemperatuurbereik van titaniumlegeringen reikt tot 500 graden, terwijl aluminiumlegeringen beperkt zijn tot temperaturen onder de 200 graden.
3. Uitstekende corrosieweerstand: Titaniumlegeringen bezitten superieure corrosieweerstand in vochtige atmosferen en zeewater en presteren beter dan roestvrij staal. Ze vertonen een robuuste weerstand tegen putcorrosie, zuurcorrosie en spanningscorrosie. Titaniumlegeringen vertonen ook een uitstekende weerstand tegen alkaliën, chloriden, organische chloorstoffen, salpeterzuur, zwavelzuur, enz. Ze vertonen echter een slechte corrosieweerstand tegen reducerende omgevingen die zuurstof en chroomzouten bevatten.
4. Goede prestaties bij lage temperaturen: Titaniumlegeringen behouden hun mechanische eigenschappen, zelfs bij lage en ultralage temperaturen. Vanwege hun lage thermische uitzettingscoëfficiënt behouden bepaalde titaniumlegeringen, zoals TA7, zelfs bij -253 graad een zekere mate van plasticiteit. Titaniumlegeringen zijn dus cruciale structurele materialen voor toepassingen bij lage temperaturen.
5. Aanzienlijke chemische activiteit: Titanium vertoont een hoge chemische activiteit en reageert sterk met atmosferische elementen zoals zuurstof, stikstof, waterstof, koolmonoxide, kooldioxide, waterdamp en ammoniak. Wanneer het koolstofgehalte bijvoorbeeld de 0,2% overschrijdt, vormen zich harde titaniumcarbiden (TiC) in de legering. Op dezelfde manier leidt de reactie met stikstof bij hogere temperaturen tot de vorming van harde titaniumnitride (TiN) oppervlaktelagen. Titanium absorbeert gemakkelijk zuurstof boven de 600 graden, wat resulteert in de vorming van een verharde laag. Bovendien kan een verhoogd waterstofgehalte leiden tot de ontwikkeling van een brosse laag. Deze reacties kunnen adhesieverschijnselen met wrijvingsoppervlakken veroorzaken.
6. Lage thermische geleidbaarheid en elasticiteit: Titanium heeft een lage thermische geleidbaarheid (ongeveer 15,24 W/(m·K)). De thermische geleidbaarheid is ongeveer 1/4 nikkel, 1/5 ijzer en 1/14 aluminium. Titaniumlegeringen vertonen een nog lagere thermische geleidbaarheid vergeleken met puur titanium.
Contactpersoon:
Als u vragen heeft, neem dan gerust contact met ons op. Werktijden: 8.30 uur tot 17.30 uur
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
