ประสิทธิภาพของโลหะผสมไทเทเนียม

ไททาเนียมเป็นโลหะชนิดใหม่ ประสิทธิภาพของไทเทเนียมนั้นสัมพันธ์กับเนื้อหาของสิ่งเจือปน เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ไททาเนียมไอโอไดด์ที่บริสุทธิ์ที่สุดมีเนื้อหาเจือปนไม่เกิน 0.1% แต่มีความแข็งแรงต่ำและมีความเป็นพลาสติกสูง คุณสมบัติของไททาเนียมบริสุทธิ์ในอุตสาหกรรม 99.5% ได้แก่ ความหนาแน่น ρ=4.5g/cm3 จุดหลอมเหลว 1725℃ การนำความร้อน λ=15.24W/(mK) ความต้านทานแรงดึง σb=539MPa การยืดตัว δ=25% และการหดตัวของส่วน อัตรา ψ=25% โมดูลัสยืดหยุ่น E=1.078×105MPa ความแข็ง HB195

มีความแข็งแรงสูง

ความหนาแน่นของโลหะผสมไททาเนียมโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 4.51g/cm3 ซึ่งเป็นเหล็กเพียง 60% โลหะผสมไททาเนียมที่มีความแข็งแรงสูงบางชนิดมีความแข็งแรงเกินกว่าเหล็กกล้าที่มีโครงสร้างเป็นโลหะผสมหลายชนิด ดังนั้นความแข็งแรงจำเพาะ (ความแข็งแรง/ความหนาแน่น) ของโลหะผสมไททาเนียมจึงมากกว่าวัสดุโครงสร้างโลหะอื่นๆ มากและสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงหน่วยสูง ความแข็งแกร่งที่ดีและน้ำหนักเบา ส่วนประกอบเครื่องยนต์ โครงกระดูก สกิน รัด และล้อของเครื่องบิน' ล้วนใช้โลหะผสมไททาเนียม

ความเข้มของความร้อนสูง

อุณหภูมิในการให้บริการสูงกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์หลายร้อยองศา ยังคงสามารถรักษาความแข็งแรงที่ต้องการได้ที่อุณหภูมิปานกลาง สามารถทำงานได้ยาวนานที่อุณหภูมิ 450～500℃ ไททาเนียมอัลลอยด์ทั้งสองประเภทนี้ยังคงสูงมากในช่วง 150 ℃ ～ 500 ℃ ความแข็งแรงจำเพาะ ในขณะที่ความแข็งแรงจำเพาะของโลหะผสมอะลูมิเนียมจะลดลงอย่างมากที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส อุณหภูมิในการทำงานของโลหะผสมไททาเนียมสามารถสูงถึง 500 ℃ ในขณะที่โลหะผสมอลูมิเนียมต่ำกว่า 200 ℃

ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี

โลหะผสมไทเทเนียมทำงานในบรรยากาศชื้นและน้ำทะเลปานกลาง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าสแตนเลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งทนต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนของกรด และการกัดกร่อนของความเค้น ทนต่อด่าง คลอไรด์ สารอินทรีย์คลอรีน กรดไนตริก กรดซัลฟิวริก มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ไททาเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำต่อการลดออกซิเจนและเกลือของโครเมียม

ประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำที่ดี

ไททาเนียมอัลลอยด์ยังคงสามารถรักษาสมบัติทางกลได้ที่อุณหภูมิต่ำและต่ำมาก ไททาเนียมอัลลอยด์ที่มีประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำและองค์ประกอบคั่นระหว่างหน้าที่ต่ำมาก เช่น TA7 สามารถรักษาระดับความเป็นพลาสติกไว้ที่ -253°C ดังนั้นโลหะผสมไททาเนียมจึงเป็นวัสดุโครงสร้างที่อุณหภูมิต่ำที่สำคัญเช่นกัน

กิจกรรมทางเคมีสูง

ไททาเนียมมีกิจกรรมทางเคมีสูงและทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรงกับ O2, N2, H2, CO, CO2, ไอน้ำ, แอมโมเนีย ฯลฯ ในบรรยากาศ เมื่อปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.2% จะสร้าง TiC แบบแข็งในโลหะผสมไททาเนียม เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น มันจะก่อตัวเป็นชั้นพื้นผิวแข็งของ TiN เมื่อทำปฏิกิริยากับ N; เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 600 ℃ ไททาเนียมจะดูดซับออกซิเจนเพื่อสร้างชั้นแข็งที่มีความแข็งสูง เมื่อปริมาณไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น จะเกิดชั้นการเปราะบางขึ้นด้วย ความลึกของชั้นผิวแข็งและเปราะที่เกิดจากการดูดซึมก๊าซสามารถเข้าถึงได้ถึง 0.1~0.15 มม. และระดับการชุบแข็งคือ 20% ~ 30% ไททาเนียมยังมีความสัมพันธ์ทางเคมีสูงและง่ายต่อการยึดติดกับพื้นผิวเสียดทาน

ค่าการนำความร้อนมีขนาดเล็ก

ค่าการนำความร้อนของไททาเนียม λ=15.24W/(m·K) คือประมาณ 1/4 ของนิกเกิล เหล็ก 1/5 และอะลูมิเนียม 1/14 ค่าการนำความร้อนของไททาเนียมอัลลอยด์ต่างๆ นั้นต่ำกว่าไททาเนียมประมาณ 50 ตัว %. โมดูลัสความยืดหยุ่นของโลหะผสมไททาเนียมมีค่าประมาณ 1/2 ของเหล็ก ดังนั้นความแข็งแกร่งจึงไม่ดีและง่ายต่อการเปลี่ยนรูป ไม่เหมาะที่จะทำแท่งเรียวและชิ้นส่วนที่มีผนังบาง สปริงแบ็คของพื้นผิวกลึงระหว่างการตัดมีขนาดใหญ่มาก ประมาณ 2 ~ 3 ของเหล็กสแตนเลส ครั้งทำให้เกิดการเสียดสีอย่างรุนแรง การยึดเกาะ และการสึกหรอของกาวที่ด้านข้างของเครื่องมือ