Apakah kelebihan aloi titanium berbanding dengan bahan logam tradisional?

Aloi titanium merujuk kepada pelbagai logam aloi yang diperbuat daripada titanium dan logam lain. Ia mempunyai ciri-ciri kekuatan tinggi, rintangan kakisan yang baik dan rintangan haba yang tinggi. Ia adalah logam struktur yang penting dan digunakan secara meluas dalam penerbangan, aeroangkasa, kapal, industri ketenteraan, peranti perubatan dan bidang awam yang lain.

Sejak tahun 1950-an, terdapat beratus-ratus aloi titanium yang dibangunkan di dunia, antaranya BT20 ~ 30 adalah aloi yang paling terkenal, seperti Ti-6Al-4V, Ti-5Al{{ 6}}.5Sn, Ti-2Al-2.5Zr, Ti-32Mo, Ti-Mo-Ni, Ti-Pd, SP-700 dan seterusnya.

Sifat titanium adalah berkaitan dengan kandungan bendasing seperti karbon, nitrogen, hidrogen dan oksigen. Iodida titanium paling tulen mengandungi tidak lebih daripada 0.1% bendasing, tetapi ia mempunyai kekuatan rendah dan keplastikan yang tinggi. Sifat 99.5% titanium tulen industri ialah: ketumpatan ρ=4.5g/cm3, takat lebur 1725 darjah , kekonduksian termaλ= 15.24 w/(mk), kekuatan teganganσb=539MPa , pemanjanganδ=25%, pengecutan kawasanψ=25%, dan modulus keanjalan E=1.078. Berbanding dengan logam tradisional, titanium mempunyai kelebihan berikut:

Ketumpatan aloi titanium berkekuatan tinggi adalah kira-kira 4.51g/cm3, iaitu hanya 60% daripada keluli, tetapi kekuatan mekanikalnya adalah bersamaan dengan keluli, dan ia mempunyai kekuatan tinggi, dan kekuatan tegangannya biasanya ({ {5}})MPa. Kekuatan tegangan Rm TC4 adalah kira-kira 1262 MPa. Sesetengah aloi titanium melebihi kekuatan banyak keluli struktur aloi, jadi kekuatan khusus (kekuatan/ketumpatan) aloi titanium jauh lebih tinggi daripada bahan struktur logam lain, dan bahagian dengan kekuatan unit tinggi, ketegaran yang baik dan ringan boleh dibuat. . Komponen enjin pesawat, rangka, kulit, pengikat dan gear pendaratan semuanya diperbuat daripada aloi titanium.

Di udara dengan rintangan kakisan di bawah 550 darjah, filem oksida padat, pelekat dan lengai terbentuk pada permukaan titanium, yang melindungi matriks titanium daripada kakisan, dan walaupun disebabkan haus mekanikal, ia akan sembuh sendiri atau tumbuh semula dengan cepat, dan filem oksida titanium sentiasa mengekalkan ciri ini apabila suhu sederhana di bawah 315 darjah, jadi rintangan kakisan aloi titanium adalah lebih baik daripada kebanyakan keluli tahan karat dalam media pengoksidaan seperti atmosfera, air laut, asid nitrik dan alkali kuat. Ini adalah jaminan asas untuk penggunaan titanium dalam industri awam di pelbagai negara.

Rintangan suhu tinggi yang baik Aloi titanium suhu tinggi yang dibangunkan oleh fasa pengukuhan larutan pepejal boleh digunakan untuk masa yang lama di bawah 600 darjah dan untuk masa yang singkat di bawah 800 darjah. Apabila nombor Mach kelajuan penerbangan pesawat lebih tinggi daripada 2.7, cakera, bilah, fiuslaj belakang, panduan, kotak masuk dan bahagian lain enjin diperbuat daripada aloi titanium suhu tinggi.

Titanium logam biokompatibel ialah logam biofilik, yang mempunyai biokompatibiliti yang sangat baik. Ia boleh menjadi "serasi" apabila ia bersentuhan dengan tubuh manusia atau ditanam di dalam badan tanpa menyebabkan kemudaratan kepada tubuh manusia. Titanium dalam badan manusia boleh menahan kakisan rembesan dan tidak toksik, jadi ia telah diterima pakai oleh komuniti perubatan untuk sendi tiruan, perentak jantung dan peralatan lain. Kajian telah menunjukkan bahawa implan titanium boleh mencetuskan sistem imun manusia untuk menumbuhkan tulang secara langsung pada permukaan titanium, satu proses yang dipanggil osseointegration. Ia menunjukkan bahawa titanium benar-benar "biocompatible", yang bermaksud bahawa ia tidak toksik, tidak menyebabkan reaksi alahan dan penolakan, malah boleh digabungkan dengan tisu dan tulang manusia.

Sebagai bahan mewah, aloi titanium telah digunakan dalam aeroangkasa dan industri ketenteraan yang canggih. Pada masa ini, dengan kematangan teknologi, aloi titanium, sebagai bahan logam yang semakin biasa, telah digunakan secara meluas dalam kapal, peralatan kimia, lautan, peralatan sukan, implan perubatan, kereta, motosikal, basikal, bangunan, keperluan harian dan bidang lain. .