รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะผสมไทเทเนียม
โลหะผสมไทเทเนียมเป็นโลหะประเภทหนึ่งซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะตามสมรรถนะ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากการมีอยู่ของสิ่งสกปรก เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ไทเทเนียมรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุดมีปริมาณสิ่งเจือปนน้อยกว่า 0.1% ส่งผลให้มีความเป็นพลาสติกสูงแต่มีความแข็งแรงต่ำ ไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมที่มีความบริสุทธิ์ 99.5% มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: ความหนาแน่น (ρ) 4.5 g/cm3 จุดหลอมเหลว 1,725 องศา การนำความร้อน (แล) 15.24 W/(m·K) ความต้านทานแรงดึง ( σb) 539 MPa การยืดตัว (δ) 25% การหดตัวของส่วน (ψ) 25% โมดูลัสยืดหยุ่น (E) 1.078×105 MPa และความแข็ง (HB) 195
1. ความหนาแน่นต่ำและความแข็งแรงสูง: โลหะผสมไททาเนียมที่มีความแข็งแรงสูงมักมีความหนาแน่นประมาณ 4.5 g/cm3 ซึ่งเป็นเพียง 60% ของเหล็ก ไทเทเนียมบริสุทธิ์มีความแข็งแรงเทียบได้กับเหล็กธรรมดา ในขณะที่โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงบางชนิดมีความแข็งแรงเหนือกว่าเหล็กโครงสร้างโลหะผสมหลายชนิด ด้วยเหตุนี้ โลหะผสมไททาเนียมจึงมีความแข็งแรงจำเพาะ (อัตราส่วนความแข็งแรง/ความหนาแน่น) สูงกว่าวัสดุโครงสร้างโลหะอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ คุณลักษณะนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบน้ำหนักเบาที่มีความแข็งแกร่ง ความแข็งแกร่ง และความทนทานสูง โลหะผสมไทเทเนียมพบการใช้งานในส่วนประกอบของเครื่องยนต์ โครงกระดูก สกิน อุปกรณ์ยึด และล้อลงจอด
2. ความแข็งแรงทางความร้อนสูง: โลหะผสมไททาเนียมสามารถรักษาความแข็งแรงที่ต้องการได้ในอุณหภูมิสูง ซึ่งเกินความสามารถของอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้หลายร้อยองศาเซลเซียส ระหว่าง 150 องศา ถึง 500 องศา พวกมันจะคงความแข็งแรงจำเพาะไว้สูง ในขณะที่โลหะผสมอลูมิเนียมจะพบว่าความแข็งแรงจำเพาะลดลงอย่างเห็นได้ชัดที่ 150 องศา โลหะผสมไทเทเนียมสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 500 องศา ในขณะที่โลหะผสมอลูมิเนียมจะถูกจำกัดไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 องศา
3. ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม: โลหะผสมไททาเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมในบรรยากาศชื้นและสภาพแวดล้อมน้ำทะเล มีคุณสมบัติเป็นเลิศเป็นพิเศษในการต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนของกรด และการกัดกร่อนจากความเค้น นอกจากนี้ โลหะผสมไททาเนียมยังมีความต้านทานต่อกรดซัลฟิวริก กรดไนตริก คลอไรด์ และสารประกอบอินทรีย์คลอรีนได้อย่างน่าทึ่ง อย่างไรก็ตาม ในสภาวะที่ออกซิเจนและเกลือโครเมียมลดลง ไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ
4. ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำที่ดี: โลหะผสมไทเทเนียมยังคงรักษาคุณสมบัติทางกลไว้ที่อุณหภูมิต่ำและต่ำมาก โลหะผสมไทเทเนียมบางชนิด เช่น TA7 ทำงานได้ดีเป็นพิเศษที่อุณหภูมิต่ำ และคงความเป็นพลาสติกบางส่วนไว้ได้แม้จะอยู่ที่ -253 องศา ดังนั้นโลหะผสมไททาเนียมจึงเป็นวัสดุโครงสร้างที่สำคัญสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ
5. ปฏิกิริยาเคมี: ไทเทเนียมมีฤทธิ์ทางเคมีที่สำคัญ โดยทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ และก๊าซแอมโมเนียในชั้นบรรยากาศได้อย่างง่ายดาย Hard TiC ก่อตัวในโลหะผสมไทเทเนียมที่มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า (มากกว่า 0.2%) เมื่อ TiN ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนที่อุณหภูมิสูง จะเกิดชั้นผิวแข็งขึ้น ไทเทเนียมดูดซับออกซิเจนที่สูงกว่า 600 องศา ทำให้เกิดชั้นแข็งที่มีความแข็งสูง ปริมาณไฮโดรเจนที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดชั้นแตกตัว ความลึกของพื้นผิวเปราะชุบแข็งที่เกิดจากการดูดซับก๊าซสามารถเข้าถึง 0.1-0.15 มม. โดยมีระดับการชุบแข็ง 20%-30% ไทเทเนียมยังมีความสัมพันธ์ทางเคมีที่สำคัญ ทำให้เกิดการยึดเกาะกับพื้นผิวที่เสียดสีได้ง่าย
6. ค่าการนำความร้อนและโมดูลัสยืดหยุ่น: ไทเทเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำ ประมาณหนึ่งในสี่ของนิกเกิล หนึ่งในห้าของเหล็ก และหนึ่งในสี่ของอะลูมิเนียม ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียมต่างๆ นั้นต่ำกว่าประมาณ 50% เมื่อเทียบกับไทเทเนียมบริสุทธิ์ เนื่องจากโลหะผสมไททาเนียมมีโมดูลัสยืดหยุ่นประมาณครึ่งหนึ่งของเหล็ก จึงมีความแข็งน้อยกว่าและมีแนวโน้มที่จะเสียรูปง่ายกว่า ด้วยเหตุนี้ จึงต้องหลีกเลี่ยงแท่งบางและส่วนประกอบที่มีผนังบาง เนื่องจากพื้นผิวการตัดและการแปรรูปมีปริมาณการเด้งกลับจำนวนมาก หรือประมาณสองถึงสามเท่าของเหล็กกล้าไร้สนิม การเด้งกลับนี้อาจทำให้เกิดการเสียดสีอย่างรุนแรง การยึดเกาะ และการสึกหรอของการยึดเกาะบนพื้นผิวเครื่องมือ
โลหะผสมไทเทเนียมประกอบด้วยไทเทเนียมเป็นโลหะฐาน เสริมด้วยองค์ประกอบอื่นๆ มีโครงสร้างผลึกไทเทเนียมอยู่สองประเภท ได้แก่ - ไทเทเนียม ซึ่งแสดงโครงสร้างหกเหลี่ยมที่อัดตัวแน่นต่ำกว่า 882 องศา และ - ไทเทเนียม ซึ่งมีโครงสร้างลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกายสูงกว่า 882 องศา
ติดต่อ:
หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดติดต่อเรา เวลาทำงาน: 8.30 น. ถึง 17.30 น
อีเมล:zhangjixia@bjygti.com
