Титан — это элемент с атомным номером 22 в таблице Менделеева и элемент вторичной группы в четвертом цикле, а именно группа IVB. Помимо титана в эту группу элементов входят также цирконий и гафний. Их общей чертой является высокая температура плавления, благодаря чему при комнатной температуре на их поверхности образуется устойчивая оксидная пленка.

Уси Чанжунь экспортировал Трубные решетки, плакированные титановой сталью, Титановые пластины и титановые стержни зарубежным заказчикам.

Десять характеристик титана

1. Низкая плотность, высокая прочность и высокая удельная прочность.

Плотность титана составляет 4,51 г/см3, что составляет 57% стали. Титан менее чем в два раза тяжелее алюминия и в три раза прочнее алюминия. Удельная прочность (соотношение прочности к плотности) титанового сплава является самой большой среди широко применяемых промышленных сплавов (см. таблицу 1). Удельная прочность титанового сплава в 3,5 раза выше, чем у нержавеющей стали, в 1,3 раза выше, чем у алюминиевого сплава, и в 1,7 раза выше, чем у магниевого сплава, что делает его важным конструкционным материалом в аэрокосмической промышленности.

Таблица 1. Сравнение плотности и удельной прочности титана и других металлов

2. Отличная коррозионная стойкость

Пассивность титана зависит от наличия оксидной пленки, а его коррозионная стойкость в окислительных средах значительно лучше, чем в восстановительных. Высокоскоростная коррозия возникает в восстановительных средах. Титан не подвергается коррозии в некоторых агрессивных средах, таких как морская вода, влажный газообразный хлор, растворы хлорита и гипохлорита, азотная кислота, хромовая кислота, хлориды металлов, сульфиды и органические кислоты. Но если в кислоту добавить небольшое количество окислителя, на поверхности титана образуется пассивационная пленка. Так в смеси сильной серной кислоты с азотной кислотой или соляной азотной кислотой, и даже в соляной кислоте, содержащей свободный хлор, титан устойчив к коррозии. Защитная оксидная пленка титана часто образуется при контакте металла с водой, даже в небольших количествах воды или пара. Если титан подвергнуться воздействию сильной окислительной среды, полностью лишенной воды, он подвергнется быстрому окислению и приведет к бурным реакциям, часто даже приводящим к самовозгоранию. Это явление произошло при реакции между титаном и дымящей азотной кислотой, содержащей избыток оксида азота, а также между титаном и сухим газообразным хлором. Поэтому, чтобы предотвратить возникновение таких реакций, необходимо участие воды.

3. Хорошая термостойкость.

Обычно алюминий теряет свои первоначальные свойства при 150 ℃, нержавеющая сталь теряет первоначальные свойства при 310 ℃, а титановый сплав все еще сохраняет хорошие механические свойства при температуре около 500 ℃. Когда скорость самолета достигает 2,7 скорости звука, температура поверхности конструкции самолета достигает 230 ℃, и алюминиевые и магниевые сплавы больше нельзя использовать, в то время как титановые сплавы могут соответствовать требованиям. Титан обладает хорошей термостойкостью и используется для изготовления дисков и лопаток компрессоров авиационных двигателей, а также обшивки задней части фюзеляжа самолета.

4.Хорошие характеристики при низких температурах.

Прочность некоторых титановых сплавов (например, Ти-5АИ-2,5СнЭЛИ) увеличивается с понижением температуры, но пластичность существенно не снижается. Они по-прежнему обладают хорошей пластичностью и вязкостью при низких температурах и пригодны для использования при сверхнизких температурах. Его можно использовать в ракетных двигателях с сухим жидким водородом и жидким кислородом или в качестве сверхнизкотемпературных контейнеров и резервуаров для хранения на пилотируемых космических кораблях.

5. Немагнитный

Титан немагнитен и не вызывает взрыва мин при использовании в снарядах подводных лодок.

6. Низкая теплопроводность

Сравнение теплопроводности титана и других металлов показано в таблице 2. Титан имеет низкую теплопроводность: всего 1/5 стали, 1/13 алюминия и 1/25 меди. Плохая теплопроводность является недостатком титана, но в определенных ситуациях эта характеристика титана может стать особым преимуществом при использовании.

 Таблица 2. Сравнение ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ титана и других металлов

7. Низкий модуль упругости

Сравнение модуля упругости титана и других металлов показано в таблице 3. Модуль упругости титана составляет всего 55% от модуля стали, что является недостатком при использовании в качестве конструкционного материала.

Таблица 3. Сравнение МОДУЛЬ УПРУГОСТИ между титаном и другими металлами

8. Предел прочности очень близок к пределу текучести.

Предел прочности титанового сплава Ти-6АИ-4В составляет 960 МПа, предел текучести — 892 МПа, а разница между ними составляет всего 58 МПа, как показано в Таблице 4.

Таблица 4. Сравнение прочности на разрыв и предела текучести титана и других металлов

9. Титан легко окисляется при высоких температурах.

Титан обладает сильной силой связи с водородом и кислородом, поэтому при его использовании следует уделять внимание предотвращению окисления и поглощения водорода. Сварку титана следует проводить под защитой аргона во избежание загрязнения. Титановые трубы и тонкие пластины необходимо подвергать термической обработке в вакууме, а термообработка титановых поковок должна контролировать микроокислительную атмосферу.

10. Низкая антидемпфирующая способность.

Использование титана и других металлических материалов (медь, сталь) для изготовления часов точно такой же формы и размера. Удар по всем часам с одинаковой силой покажет, что часы из титана колеблются в течение длительного времени, а это означает, что энергия, передаваемая часам ударами нелегко рассеять. Поэтому мы говорим, что титан имеет низкие демпфирующие характеристики.

Три специальные функции титана

1. Функция памяти формы

Это относится к способности сплава Ti-50% Ni (атомарного) восстанавливать свою первоначальную форму при определенных температурных условиях и называется сплавом с памятью формы.

2.Сверхпроводящая функция

Это относится к сплаву Nb-Ti. Когда температура падает почти до абсолютного нуля, проволока из сплава Nb-Ti теряет свое сопротивление. Любой большой ток, проходящий через провод, не будет выделять тепло и не потреблять энергию. Nb-Ti называют сверхпроводящим материалом.

3. Функция хранения водорода

Это относится к сплаву Ti-50% Fe (атомарному), который обладает способностью поглощать большое количество газообразного водорода. Используя эту особенность Ti Fe, можно безопасно хранить водород, а это означает, что хранение водорода не обязательно требует использования стальных баллонов высокого давления. При определенных условиях Ti Fe также может выделять водород, который известен как материал для хранения энергии.