Kui palju te teate titaani omadustest?

1. Värvus ja füüsikalised omadused

Puhas titaan on metallikvalge värvusega ja õrna läikega. See asub perioodilisussüsteemi neljandas rühmas ja sellel on kõigist elementidest kõrgeim tugevuse ja kaalu suhe. Selle eritugevus on 288 kNm/kg. Selle tihedus 4.5 g/cm3 on oluliselt väiksem kui terasel, mis on 7.8 g/cm3. Just need omadused selgitavad, miks titaan on põhjustanud reaktiivmootorite tõukejõu ja kaalu suhte märkimisväärset paranemist.

2.Mehaanilised omadused

Titaanil on suurepärane venivus ja tõmbetugevus. Selle minimaalne voolavuspiir on kaubanduslikult puhta 240. klassi puhul 241–1 MPa. Ti-10V-2Fe-3Al-l on kõigist titaanisulamitest kõrgeim voolavuspiir, 1260 MPa.

Kaubanduslikult puhta 1. klassi titaani Rockwelli B kõvadus on 70–74 ja purunemiskindlus 66 MPa-m½. Puhta titaani Youngi elastsusmoodul on 120 GPA ja nihkemoodul 45 GPA.

3. Elektrilised omadused

Titaanil on madal elektrijuhtivus (3.1% IACS-ist (rahvusvaheline lõõmutatud vase standard)). See muudab selle sobimatuks rakendusteks, kus elektrijuhtivus on soovitav. Kuid selle füüsikalised ja mehaanilised omadused kompenseerivad seda kuhjaga.

4. Termilised omadused

Titaanil on madal soojusjuhtivus, 11.4 W/m K, mis on töötlemisel oluline kaalutlus. Titaan kipub tööriista kuumutama, selle asemel et soojust metallis laiali jaotada, mis lühendab tööriista eluiga ja võib kahjustada metalli jõudlust.

Sulamistemperatuur 1668 ± 10 °C (3035 °F)

Tahke/vedelik 1725 °C (3135 °F)

Keemistemperatuur 3260 °C (5900 °F)

Erisoojus (temperatuuril 25 °C) 0.5223 kJ/kg K

Soojusjuhtivus 11.4 W/m K

Sulamissoojus 440 kJ/kg (hinnanguline)

Aurustumissoojus 9.83 MJ/kg

5.Keemilised omadused

Nagu alumiinium, on ka puhas titaan väga reaktiivne. Atmosfääri passivatsioon moodustab metalli pinnale oksiidikihi, mis muudab selle inertseks. See protsess toimub mitte ainult õhus, vaid ka vee all. 1-2 nanomeetri paksune kiht moodustub koheselt ja pakseneb 25 aasta pärast 4 nanomeetrini.

Tänu sellele oksiidikihile on titaan immuunne soolhappe ja väävelhappe rünnakute suhtes. Keemilise vastupidavuse edasiseks parandamiseks lisatakse 11. ja 17. klassi pallaadiumi, mis on ette nähtud kasutamiseks soolases vees ja keemiatehastes.

Üle 800 kraadi põleb titaan lämmastikus, moodustades titaannitriidi. Titaani oksiidkatteta põlemisel on hapnikus suur põlemisoht. Titaani kõige sagedamini kasutatava sulami Ti 6Al 4V omaduste kohta vaadake meie 5. klassi andmelehte.