Twee uitstekende eigenschappen van titanium en titaniumlegeringen

Titanium en titaniumlegeringen hebben twee uitstekende eigenschappen: een hoge specifieke sterkte en een uitstekende corrosieweerstand. Daarom hebben titaniumlegeringen de voorkeur in de lucht- en ruimtevaartindustrie, de chemische industrie, de medische techniek en de vrijetijdsindustrie.

Specifieke sterkte en prestaties bij hoge temperaturen:

Metalen variëren sterk in dichtheid. Lithium heeft de laagste dichtheid van 0.5g/cm-3, terwijl osmium en iridium de hoogste dichtheid hebben van 22.5g/cm-3. De dichtheid van 5g/cm-3 is het scheidspunt tussen lichte metalen en zware metalen, dus titanium met een dichtheid van 4,51g/cm-3 is het zwaarste lichte metaal. Hoewel titanium twee keer zo dicht is als aluminium (een typisch licht metaal), is het slechts ongeveer half zo dicht als ijzer of nikkel (fig. 1.1).

Alleen onder de 300 graden is de specifieke sterkte van koolstofvezelversterkte kunststoffen hoger dan die van titaniumlegeringen (Figuur 1.2). Bij hogere temperaturen is de specifieke sterkte van titaniumlegeringen bijzonder goed. De maximale gebruikstemperatuur van titanium wordt echter beperkt door zijn oxiderende eigenschappen. Omdat titanium-aluminiumverbindingen deze tekortkoming gedeeltelijk kunnen verhelpen, zijn ze de focus geworden van de ontwikkeling van legeringen. Traditionele hogetemperatuurtitaanlegeringen kunnen alleen worden gebruikt bij temperaturen iets hoger dan 500 graden, terwijl legeringen op basis van titanium en aluminium direct vergelijkbaar zijn met goed ontwikkelde hogetemperatuurstaalsoorten en superlegeringen op nikkelbasis (figuur 1.2).

Corrosieweerstand:

Titanium en titaniumlegeringen hebben een goede corrosieweerstand. Naast enkele voorbeelden die in de onderstaande tabel zijn samengevat, is het erg belangrijk om de integriteit van de titaniumoxidefilm op het titaniumoppervlak te behouden en deze niet te beschadigen om een ​​goede corrosieweerstand te garanderen; als de oxidefilm eenmaal is beschadigd, is er in ieder geval een kans op reparatie. Daarom hebben titanium en titaniumlegeringen een langdurige corrosieweerstand in oxiderende atmosferen en is de aanwezigheid van een kleine hoeveelheid zuurstof en water voldoende om een ​​beschermende oxidefilm te vormen.

De corrosieweerstand van titanium kan worden verbeterd door inerte metalen (vaak palladium en ruthenium), nikkel en molybdeen toe te voegen, of door corrosieremmers in de machine te gebruiken. Uitgebreide corrosiedatabases bieden informatie over de corrosie van specifieke legeringen in verschillende media.

Titanium is vereist om uitstekende corrosieweerstand te hebben in kust-/offshore-toepassingen. Om redenen van mechanica, technologie en corrosie hebben offshore-platforms van de nieuwe generatie duizenden meters transmissie- en toevoerpijpleidingen van titaniumlegering.