Hoje,TopTiTechapresentará algumas características e funções especiais do titânio:
(1) Baixa densidade, alta resistência e alta resistência específica
A densidade do titânio é de 4,51g/cm3, que é 57% da densidade do aço. O titânio é menos de duas vezes mais pesado que o alumínio e três vezes mais forte que o alumínio. A resistência específica (relação de resistência/densidade) da liga de titânio é a maior entre as ligas industriais comumente usadas. A resistência específica da liga de titânio é 3,5 vezes maior que a do aço inoxidável; 1,3 vezes maior que a liga de alumínio; 1,7 vezes maior que a liga de magnésio, por isso é essencial para a indústria aeroespacial. de materiais estruturais.
(2) Excelente resistência à corrosão
A passivação do titânio depende da presença de um filme de óxido, e sua resistência à corrosão em um meio oxidante é muito melhor do que em um meio redutor. Altas taxas de corrosão ocorrem em meios redutores. O titânio não é corroído em alguns meios corrosivos, como água do mar, cloro úmido, soluções de clorito e hipoclorito, ácido nítrico, ácido crômico, cloretos metálicos, sulfetos e ácidos orgânicos. No entanto, em meios que reagem com titânio para produzir hidrogênio (como ácido clorídrico e ácido sulfúrico), o titânio geralmente apresenta uma taxa de corrosão maior. No entanto, se uma pequena quantidade de oxidante for adicionada ao ácido, um filme de passivação será formado na superfície do titânio. Portanto, o titânio é resistente à corrosão em fortes misturas de ácido sulfúrico-ácido nítrico ou ácido clorídrico-ácido nítrico, mesmo em ácido clorídrico contendo cloro livre. O filme protetor de óxido de titânio é frequentemente formado quando o metal encontra água, mesmo em pequenas quantidades de água ou vapor d'água. Se o titânio for exposto a um ambiente fortemente oxidante sem água, ele irá oxidar rapidamente e reagir violentamente, muitas vezes até mesmo entrando em combustão espontânea. Tais fenômenos ocorreram na reação do titânio com ácido nítrico fumegante contendo excesso de óxido de nitrogênio e com cloro seco. Portanto, para evitar tais reações, deve haver uma certa quantidade de água.
(3) Boa resistência ao calor
Normalmente, o alumínio perde suas propriedades originais em 150 graus, o aço inoxidável perde suas propriedades originais em 310 graus e as ligas de titânio ainda mantêm boas propriedades mecânicas em torno de 500 graus. Quando a velocidade da aeronave atinge 2,7 vezes a velocidade do som, a temperatura da superfície da estrutura da aeronave atinge 230 graus, a liga de alumínio e a liga de magnésio não podem mais ser usadas e a liga de titânio pode atender aos requisitos. O titânio tem boa resistência ao calor e é usado em discos e pás de compressores de motores aeronáuticos e na fuselagem traseira de aeronaves.
(4) Bom desempenho em baixa temperatura
A resistência de algumas ligas de titânio (como Ti-5AI-2.5SnELI) aumenta com a diminuição da temperatura, mas a plasticidade não diminui muito e ainda apresenta boa ductilidade e tenacidade em baixas temperaturas , por isso é adequado para uso em temperaturas ultrabaixas. Ele pode ser usado em motores de foguetes de hidrogênio líquido seco e oxigênio líquido, ou como recipientes de temperatura ultrabaixa e tanques de armazenamento em espaçonaves tripuladas.
(5) Não magnético
O titânio não é magnético, é usado em cascos de submarinos e não causará a explosão de minas.
(6) Baixa condutividade térmica
A condutividade térmica do titânio é pequena, apenas 1/5 do aço, 1/13 do alumínio e 1/25 do cobre. A baixa condutividade térmica é uma desvantagem do titânio, mas esta característica do titânio pode ser explorada em certas aplicações.
(7) Baixo módulo de elasticidade
O módulo de elasticidade do titânio é apenas 55% do do aço, o que é uma desvantagem quando usado como material estrutural.
(8) A resistência à tração está muito próxima da resistência ao escoamento
A resistência à tração da liga de titânio Ti-6AI-4V é de 960MPa e o limite de elasticidade é de 892MPa, a diferença entre os dois é de apenas 58MPa.
(9) O titânio é facilmente oxidado em alta temperatura
O titânio tem uma forte força de ligação com hidrogênio e oxigênio, e deve-se prestar atenção para evitar a oxidação e a absorção de hidrogênio. A soldagem de titânio deve ser realizada sob proteção de argônio para evitar contaminação. Tubos e chapas de titânio devem ser tratados termicamente sob vácuo, e uma atmosfera micro-oxidante deve ser controlada durante o tratamento térmico de peças forjadas de titânio.
(10) Baixo desempenho anti-amortecimento
Os sinos são feitos de titânio e outros materiais metálicos (cobre, aço) com exatamente a mesma forma e tamanho. Se você bater em cada sino com a mesma força, verá que o sino feito de titânio oscila por um longo tempo, ou seja, a energia dada ao sino não é facilmente dissipada pelo golpe, então dizemos que o desempenho de amortecimento de titânio é baixo.
Três funções especiais do titânio
(1) Função de memória de forma
Refere-se à capacidade da liga Ti-50 por cento Ni (atômica) de restaurar sua forma original sob certas condições de temperatura, o que é chamado de liga com memória de forma.
(2) Função supercondutora
Refere-se à liga NbTi. Quando a temperatura cai para perto do zero absoluto, o fio feito de liga NbTi perde sua resistência. Quando qualquer grande corrente passa, o fio não esquenta e não consome energia. O NbTi é chamado de material supercondutor.
(3) Função de armazenamento de hidrogênio
Refere-se à liga Ti-50 por cento Fe (atômica), que tem a capacidade de absorver uma grande quantidade de hidrogênio. Usando esse recurso do TiFe, o hidrogênio pode ser armazenado com segurança, ou seja, não é necessário usar cilindros de gás de alta pressão de aço para armazenar hidrogênio. Sob certas condições, o TiFe também pode liberar hidrogênio, e o TiFe é chamado de material de armazenamento de energia.
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