Два превосходных свойства титана и титановых сплавов

Титан и титановые сплавы обладают двумя отличными свойствами: высокой удельной прочностью и отличной коррозионной стойкостью, поэтому титановые сплавы предпочтительны в аэрокосмической промышленности, химической промышленности, медицинской технике и индустрии отдыха.

Удельная прочность и высокотемпературные характеристики:

Металлы сильно различаются по плотности. Литий имеет самую низкую плотность — 0,5 г/см-3, а осмий и иридий — самую высокую плотность — 22,5 г/см-3. Плотность 5 г/см-3 является границей между легкими металлами и тяжелыми металлами, поэтому титан с плотностью 4,51 г/см-3 является самым тяжелым легким металлом. Хотя титан в два раза плотнее алюминия (типичный легкий металл), его плотность лишь примерно в два раза меньше, чем у железа или никеля (рис. 1.1).

Только ниже 300 градусов удельная прочность углепластиков выше, чем у титановых сплавов (рис. 1.2). При более высоких температурах удельная прочность титановых сплавов особенно высока. Однако максимальная температура эксплуатации титана ограничена его окислительными свойствами. Поскольку соединения титана с алюминием могут частично преодолеть этот недостаток, они стали основным направлением разработки сплавов. Традиционные жаропрочные титановые сплавы можно использовать только при температурах чуть выше 500 градусов, в то время как сплавы на основе титана и алюминия напрямую сопоставимы с хорошо разработанными жаропрочными сталями и суперсплавами на основе никеля (рис. 1.2).

Устойчивость к коррозии:

Титан и титановые сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью. В дополнение к некоторым примерам, приведенным в таблице ниже, очень важно поддерживать целостность пленки оксида титана на поверхности титана и не повреждать ее, чтобы обеспечить ее хорошую коррозионную стойкость; как только оксидная пленка повреждена, по крайней мере, есть шанс получить ремонт. Поэтому титан и титановые сплавы обладают длительной коррозионной стойкостью в окислительных средах, а для образования защитной оксидной пленки достаточно присутствия небольшого количества кислорода и воды.

Коррозионную стойкость титана можно улучшить, добавляя инертные металлы (часто палладий и рутений), никель и молибден или применяя в машине ингибиторы коррозии. Обширные базы данных по коррозии предоставляют информацию о коррозии конкретных сплавов в различных средах.

Титан должен обладать отличной коррозионной стойкостью в прибрежных и морских условиях. По причинам механики, технологии и коррозии морские платформы нового поколения имеют тысячи метров передающих и питающих трубопроводов из титанового сплава.