คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมสองประการของไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียม

ไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมสองประการ: มีความแข็งแรงจำเพาะสูงและต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโลหะผสมไททาเนียมจึงเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อุตสาหกรรมเคมี วิศวกรรมการแพทย์ และอุตสาหกรรมสันทนาการ

ความแข็งแรงเฉพาะและประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง:

โลหะมีความหนาแน่นแตกต่างกันอย่างมาก ลิเทียมมีความหนาแน่นต่ำสุดที่ 0.5g/cm-3 ในขณะที่ออสเมียมและอิริเดียมมีความหนาแน่นสูงสุดที่ 22.5g/cm-3 ความหนาแน่น 5 ก./ซม.-3 เป็นจุดแบ่งระหว่างโลหะเบาและโลหะหนัก ดังนั้นไททาเนียมที่มีความหนาแน่น 4.51 ก./ซม.-3 จึงเป็นโลหะเบาที่หนักที่สุด แม้ว่าไททาเนียมจะมีความหนาแน่นเป็นสองเท่าของอะลูมิเนียม (โลหะเบาทั่วไป) แต่ก็มีความหนาแน่นเพียงครึ่งหนึ่งของเหล็กหรือนิกเกิล (รูปที่ 1.1)

ต่ำกว่า 300 องศาเท่านั้น ความแข็งแรงเฉพาะของพลาสติกเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์จะสูงกว่าของโลหะผสมไททาเนียม (รูปที่ 1.2) ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ความแข็งแรงเฉพาะของโลหะผสมไททาเนียมจะดีเยี่ยมเป็นพิเศษ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิใช้งานสูงสุดของไททาเนียมจะถูกจำกัดด้วยคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ เนื่องจากสารประกอบไททาเนียม-อะลูมิเนียมสามารถเอาชนะข้อบกพร่องนี้ได้บางส่วน พวกเขาจึงกลายเป็นจุดเน้นของการพัฒนาโลหะผสม โลหะผสมไททาเนียมอุณหภูมิสูงแบบดั้งเดิมสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเล็กน้อยเท่านั้น ในขณะที่โลหะผสมไททาเนียม-อะลูมิเนียมเทียบได้โดยตรงกับเหล็กกล้าอุณหภูมิสูงและซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ (รูปที่ 1.2)

ความต้านทานการกัดกร่อน:

ไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี นอกจากตัวอย่างบางส่วนที่สรุปไว้ในตารางด้านล่างแล้ว การรักษาความสมบูรณ์ของฟิล์มไททาเนียมออกไซด์บนพื้นผิวไททาเนียมถือเป็นสิ่งสำคัญมาก และไม่ทำให้ฟิล์มเสียหายเพื่อให้แน่ใจว่ามีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี เมื่อฟิล์มออกไซด์เสียหาย อย่างน้อยก็มีโอกาสที่จะได้รับการซ่อมแซม ดังนั้นไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์จึงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนในระยะยาวในบรรยากาศออกซิไดซ์ และการมีอยู่ของออกซิเจนและน้ำเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอที่จะสร้างฟิล์มป้องกันออกไซด์ได้

ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มโลหะเฉื่อย (มักเป็นแพลเลเดียมและรูทีเนียม) นิกเกิล และโมลิบดีนัม หรือโดยการใช้สารยับยั้งการกัดกร่อนในเครื่องจักร ฐานข้อมูลการกัดกร่อนที่กว้างขวางให้ข้อมูลเกี่ยวกับการกัดกร่อนของโลหะผสมเฉพาะในสื่อต่างๆ

ไททาเนียมจำเป็นต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในการใช้งานชายฝั่ง/นอกชายฝั่ง ด้วยเหตุผลด้านกลศาสตร์ เทคโนโลยี และการกัดกร่อน แพลตฟอร์มนอกชายฝั่งรุ่นใหม่มีท่อส่งและท่อจ่ายโลหะผสมไททาเนียมยาวหลายพันเมตร