Dwie doskonałe właściwości tytanu i stopów tytanu

Tytan i stopy tytanu mają dwie doskonałe właściwości: wysoką wytrzymałość właściwą i doskonałą odporność na korozję, dlatego stopy tytanu są preferowane w przemyśle lotniczym, chemicznym, inżynierii medycznej i przemyśle rekreacyjnym.

Specyficzna wytrzymałość i wydajność w wysokich temperaturach:

Metale różnią się znacznie gęstością. Lit ma najniższą gęstość przy 0,5 g/cm-3, podczas gdy osm i iryd mają najwyższą gęstość przy 22,5 g/cm-3. Gęstość 5 g/cm-3 to granica między metalami lekkimi i ciężkimi, więc tytan o gęstości 4,51 g/cm-3 jest najcięższym metalem lekkim. Chociaż tytan ma dwukrotnie większą gęstość niż aluminium (typowy metal lekki), to jest tylko o połowę mniej gęsty niż żelazo czy nikiel (ryc. 1.1).

Tylko poniżej 300 stopni wytrzymałość właściwa tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem węglowym jest wyższa niż stopów tytanu (rysunek 1.2). W wyższych temperaturach wytrzymałość właściwa stopów tytanu jest szczególnie doskonała. Jednak maksymalna temperatura robocza tytanu jest ograniczona przez jego właściwości utleniające. Ponieważ związki tytanu i glinu mogą częściowo przezwyciężyć tę wadę, stały się przedmiotem zainteresowania rozwoju stopów. Tradycyjne wysokotemperaturowe stopy tytanu można stosować tylko w temperaturach nieco wyższych niż 500 stopni, podczas gdy stopy na bazie tytanu i aluminium są bezpośrednio porównywalne z dobrze rozwiniętymi stalami wysokotemperaturowymi i nadstopami na bazie niklu (rysunek 1.2).

Odporność na korozję:

Tytan i stopy tytanu mają dobrą odporność na korozję. Oprócz niektórych przykładów podsumowanych w poniższej tabeli, bardzo ważne jest zachowanie integralności warstwy tlenku tytanu na powierzchni tytanu i nieuszkodzenie jej, aby zapewnić jej dobrą odporność na korozję; po uszkodzeniu warstwy tlenku przynajmniej jest szansa na naprawę. Dlatego tytan i stopy tytanu mają długotrwałą odporność na korozję w atmosferach utleniających, a obecność niewielkiej ilości tlenu i wody jest wystarczająca do utworzenia ochronnej warstwy tlenku.

Odporność tytanu na korozję można poprawić, dodając metale obojętne (często pallad i ruten), nikiel i molibden lub stosując w maszynie inhibitory korozji. Obszerne bazy danych o korozji dostarczają informacji na temat korozji określonych stopów w różnych mediach.

Od tytanu wymaga się doskonałej odporności na korozję w zastosowaniach przybrzeżnych/morskich. Ze względu na mechanikę, technologię i korozję platformy morskie nowej generacji mają tysiące metrów rurociągów przesyłowych i zasilających ze stopu tytanu.