Komplexná výskumná správa o zliatinách titánu a titánu: základné charakteristiky, pokrok v oblasti výskumu a budúce výzvy

1 Základné fyzikálne a chemické vlastnosti zliatin titánu a titánu
Titanium, ako strategický ľahký kov, zaberá nenahraditeľnú polohu vo vysokom - koncovom priemyselnom poli so svojou vynikajúcou špecifickou silou (pomer pevnosti/hustoty) a všetky - odolnosť proti korózii prostredia. Hustota titánu je iba 4,51 g/cm³ (asi 57% ocele), ale jej sila je ekvivalentná s vysokou oceľou -, čo z nej robí najvyššiu špecifickú pevnosť medzi kovovými materiálmi. Kryštálová štruktúra titánu je hexagonálna zatvorená - balená (HCP, fáza) pod 882 stupňom a telom - centrovaným kubickým kubickým (BCC, fázou) nad 882 stupňov. Táto charakteristika zmeny fázy poskytuje bohaté možnosti pre dizajn zliatiny.

 

1.1 Mechanická a environmentálna adaptabilita Vysoká a nízka teplota Výkon: Titánové zliatiny si stále udržiavajú dobrú pevnosť v rozsahu 450 -} stupňa, napríklad Ti - 6AL-4V, čo si udržuje pevnosť výťažku viac ako 500 MPA pri 400 stupňoch. Výkon nízkej teploty je ešte vynikajúci. Predĺženie zliatiny TA7 pri teplote kvapalného vodíka -253 stupňa je väčšie ako 12%, vďaka čomu je preferovaným materiálom pre letecké kryogénne palivové nádoby. Mechanizmus odolnosti proti korózii: Hustý pasivačný film Tio₂ (hrúbka 5-20 nm) sa okamžite vytvorí na povrchu titánu, vďaka čomu je jeho miera korózie v morskej vode, chlóru-alkali a kyslom médiu nižšia ako 0,001 mm/a. Jeho odolnosť voči krakovaniu korózie jamiek a napätia (SCC) je výrazne lepšia ako odpor z nehrdzavejúcej ocele a je známa ako „oceánsky kov“. Biokompatibilita: Hustota samoobslužného prúdu čistého titánu v simulovaných telesných tekutinách je nízka ako 2,24 × 10⁻⁸ A/cm² a nedostatok uvoľňovania kovových iónov z neho robí základný materiál pre umelé kĺby a zubné implantáty.

 

1.2 Inherentné spracovanie spochybňuje defekty tepelnej vodivosti: Tepelná vodivosť je iba 17 W/m · K (1/14 hliníka) a teplota v odrezkovej zóne je rovnako vysoká ako viac ako 1000 stupňov, čo urýchľuje opotrebenie nástroja. Vysoká chemická aktivita: Reaguje s O, N a H pri vysokých teplotách, aby sa vytvorila 50 - μm kalená vrstva, ktorá vyžaduje ochranu inertnej atmosféry na spracovanie. Nízky elastický modul: asi 110 GPA (1/2 ocele), čo vedie k vážnemu spracovaniu Springback a ťažkostiam pri riadení presnosti formovania tenkostenných častí.