Μηχανικές ιδιότητες τιτανίου

1. Η αντοχή εφελκυσμού του καθαρού τιτανίου είναι 265~353MPa, και αυτή των γενικών κραμάτων τιτανίου είναι 686~1176MPa, επί του παρόντος μέχρι 1764MPa. Τα κράματα τιτανίου είναι τόσο ισχυρά όσο πολλοί χάλυβες, αλλά η ειδική αντοχή του χάλυβα είναι πολύ κατώτερη από τα κράματα τιτανίου.

2. Η αντοχή σε θλίψη του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου δεν είναι μικρότερη από την αντοχή του σε εφελκυσμό. Η αντοχή θλίψης και η αντοχή εφελκυσμού του βιομηχανικού καθαρού τιτανίου είναι περίπου ίσες, ενώ η θλιπτική αντοχή του Ti-6AI-4V και του Ti-5AI-2.5Sn είναι ελαφρώς υψηλότερη από την αντοχή σε εφελκυσμό.

3. Η διατμητική αντοχή είναι γενικά 60 τοις εκατό έως 70 τοις εκατό της αντοχής σε εφελκυσμό. Η αντοχή σε θλίψη των φύλλων τιτανίου και κράματος τιτανίου είναι περίπου 1,2 έως 2,0 φορές την αντοχή σε εφελκυσμό.

4. Υπό κανονική ατμοσφαιρική ατμόσφαιρα, το όριο αντοχής του επεξεργασμένου και ανόπτησης τιτανίου και κραμάτων τιτανίου είναι 0,5 έως 0,65 αντοχή εφελκυσμού. Όταν υποβληθούν σε 10 εκατομμύριο δοκιμές κόπωσης στην οδοντωτή κατάσταση (Kt=3.9), το όριο αντοχής του ανοπτημένου Ti-6AI-4V είναι 0,2 φορές η εφελκυστικότητα δύναμη.

5. Η σκληρότητα του υψηλότερου βαθμού καθαρότητας βιομηχανικά καθαρού τιτανίου είναι συνήθως μικρότερη από 120HB (σκληρότητα Brinell) και η σκληρότητα άλλου βιομηχανικά καθαρού τιτανίου είναι 200 ​​έως 295HB. Η σκληρότητα των χυτών καθαρού τιτανίου είναι 200~220HB. Η τιμή σκληρότητας του κράματος τιτανίου σε κατάσταση ανόπτησης είναι 32~38HRC (Rockwell), που ισοδυναμεί με 298~349HB. Η σκληρότητα του όπως χυτού Ti-5Al-2.5Sn και Ti-6AI-4V είναι 320 HB και η σκληρότητα του χαμηλού διακένου ακαθαρσίας Ti{{18} }Το Al{19}}V castings είναι 310 HB.

6. Το ελαστικό μέτρο ελαστικότητας του βιομηχανικού καθαρού τιτανίου είναι 105~109GPa. Το μέτρο ελαστικότητας των περισσότερων κραμάτων τιτανίου σε κατάσταση ανόπτησης είναι 110~120GPa. Τα σκληρυμένα με ηλικία κράματα τιτανίου έχουν ελαφρώς υψηλότερο μέτρο ελαστικότητας σε σχέση με την κατάσταση ανόπτησης και ο συντελεστής ελαστικότητας θλίψης είναι ίσος ή μεγαλύτερος από το μέτρο ελαστικότητας εφελκυσμού. Ο ειδικός συντελεστής ελαστικότητας του κράματος τιτανίου είναι ίσος με αυτόν του κράματος αλουμινίου, δεύτερος μόνο μετά το βηρύλλιο, το μολυβδαίνιο και ορισμένα κράματα υψηλής θερμοκρασίας.

7. Ο συντελεστής στρέψης ή διάτμησης του βιομηχανικού καθαρού τιτανίου είναι 46GPa και ο συντελεστής διάτμησης του κράματος τιτανίου είναι 43~51GPa. Προκειμένου να βελτιωθεί η αντοχή των κραμάτων τιτανίου, η αύξηση της περιεκτικότητας σε διάκενο θα έχει επιβλαβείς επιπτώσεις στην αντοχή στην κρούση και στη σκληρότητα του κράματος στη θραύση. Ανάλογα με τον τύπο και την κατάσταση του κράματος τιτανίου, η τιμή αντοχής σε κρούση εγκοπής Charpy του μετουσιωμένου βιομηχανικού καθαρού τιτανίου είναι 15~54J/㎡ και είναι περίπου 4~10J/㎡ στην κατάσταση χύτευσης. Η αντοχή κρούσης του κράματος τιτανίου στην κατάσταση ανόπτησης είναι 13~25,8J/㎡, και αυτή στην παλαιωμένη κατάσταση είναι ελαφρώς χαμηλότερη. Η αντοχή κρούσης Charpy V-notch του Ti-5AI-2.5Sn στην κατάσταση χύτευσης είναι 10J/㎡ και αυτή του Ti{16}}AI-4V είναι 20~ 23J/㎡. Όσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο των κραμάτων τιτανίου, τόσο μεγαλύτερη είναι αυτή η τιμή.

8. Πολλά κράματα τιτανίου έχουν υψηλή αντοχή στη θραύση ή με άλλα λόγια, τα κράματα τιτανίου έχουν καλή αντοχή στη διάδοση ρωγμών. Το ανοπτημένο Ti-6AI-4V είναι ένα υλικό με εξαιρετική σκληρότητα. Όταν ο συντελεστής συγκέντρωσης εγκοπής Kt=25,4 mm, ο λόγος της αντοχής σε εφελκυσμό με εγκοπή προς την αντοχή εφελκυσμού χωρίς εγκοπή είναι μεγαλύτερος από 1.

9. Τα κράματα τιτανίου μπορούν να διατηρήσουν ορισμένες ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες. Γενικά, τα βιομηχανικά κράματα τιτανίου μπορούν να διατηρήσουν τις ιδιότητές τους σε θερμοκρασία 540 μοιρών, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για μικρό χρονικό διάστημα. Το επαρκές εύρος θερμοκρασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα είναι 450~480 μοίρες. Τα κράματα τιτανίου έχουν αναπτυχθεί για χρήση σε θερμοκρασίες 600 μοιρών. Ως υλικό πυραύλων, το κράμα τιτανίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε θερμοκρασία 540 μοιρών για μεγάλο χρονικό διάστημα και σε θερμοκρασία 760 μοιρών για μικρό χρονικό διάστημα.

10. Το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου μπορούν ακόμα να διατηρήσουν τις αρχικές μηχανικές τους ιδιότητες σε χαμηλές και εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η αντοχή του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου συνεχίζει να αυξάνεται, ενώ η ολκιμότητα γίνεται σταδιακά χειρότερη. Πολλά ανοπτημένα κράματα τιτανίου έχουν επίσης επαρκή ολκιμότητα και σκληρότητα θραύσης σε -195,5 βαθμούς . Το Ti-5AI-2.5Sn, το οποίο περιέχει εξαιρετικά χαμηλά παρενθετικά στοιχεία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε -252,7 βαθμό . Ο λόγος της οδοντωτής αντοχής του σε εφελκυσμό προς τη μη οδοντωτή αντοχή εφελκυσμού είναι 0,95~1,15 σε -25,7 μοίρες .

Το υγρό οξυγόνο, το υγρό υδρογόνο και το υγρό φθόριο είναι σημαντικά προωθητικά σε πυραύλους και διαστημικές συσκευές. Οι ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας των υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή δοχείων κρυογονικών αερίων και κρυογονικών δομικών μερών είναι πολύ σημαντικές. Όταν η μικροδομή εξισορροπηθεί και η περιεκτικότητα σε ενδιάμεσα στοιχεία (οξυγόνο, ήλιο, υδρογόνο κ.λπ.) είναι πολύ χαμηλή, η ολκιμότητα των κραμάτων τιτανίου εξακολουθεί να είναι πάνω από 5 τοις εκατό . Τα περισσότερα κράματα τιτανίου έχουν κακή ολκιμότητα στις -252,7 μοίρες, ενώ η επιμήκυνση του Ti-6AI-4V φτάνει το 12 τοις εκατό .

Το παραπάνω περιεχόμενο αναπαράγεται από το Titanium House