Proprietà e analisi del titanio

Proprietà di resistenza al calore del titanio

Solitamente l'alluminio a 150 gradi, l'acciaio inossidabile a 310 gradi comporta la perdita delle prestazioni originali, mentre la lega di titanio a 500 ~ 600 gradi circa mantiene comunque buone proprietà meccaniche. Quando la velocità dell'aereo raggiunge Mach 2,7, la temperatura superficiale della struttura dell'aereo raggiunge i 230 gradi, le leghe di alluminio e le leghe di magnesio non possono essere utilizzate, mentre le leghe di titanio possono soddisfare i requisiti. Le prestazioni di resistenza al calore del titanio sono buone, viene utilizzato per i dischi e le pale dei compressori dei motori degli aerei e per il rivestimento della fusoliera posteriore dell'aereo.

Le prestazioni a bassa temperatura del titanio

Alcune leghe di titanio (come Ti-5Al-2.5SnELI) resistono alla riduzione e all'aumento della temperatura, ma la plasticità della riduzione non è molta, alle basse temperature hanno ancora una buona duttilità e tenacità, adatto per l'uso a temperature ultra-basse. Può essere utilizzato per motori a razzo a idrogeno liquido e ossigeno liquido o in veicoli spaziali con equipaggio per contenitori e serbatoi di stoccaggio a temperatura ultrabassa.

Magnetismo del titanio e suo utilizzo

Il titanio in sé non è magnetico, anche le leghe di titanio che non contengono ferro non sono magnetiche, quindi possono evitare efficacemente le interferenze magnetiche. Utilizzato negli scafi dei sottomarini, non provoca l'esplosione delle mine. Oltre ad essere utilizzato nella difesa nazionale, nell'aeronautica e nella produzione di armi, è ampiamente utilizzato anche nell'ingegneria ferroviaria, nelle comunicazioni, nell'aerospaziale, nell'aviazione, nei laboratori high-tech, negli ospedali (scansione, raggi X, risonanza magnetica, elettrocardiografia, immagini a raggi catodici tubo), medicina, industria nucleare, risonanza magnetica nucleare, spettrometro magnetico, magnete ad alto Tesla, lavoro all'aperto, costruzione di moli, immersioni subacquee, industria chimica, antincendio, desalinizzazione dell'acqua di mare, costruzione navale, piattaforme petrolifere e di gas off-shore, industria del sale , eccetera.

Conduttività termica del titanio

Il potenziale della lega di titanio è ridotto, ovvero riscaldamento rapido, trasferimento di calore lento, la sua conduttività termica è solo 1/5 dell'acciaio, 1/13 dell'alluminio, 1/25 del rame. la scarsa conduttività termica è uno svantaggio del titanio, ma in alcune occasioni il titanio può sfruttare questa caratteristica.

Modulo di elasticità del titanio

Il modulo di elasticità del titanio è solo la metà di quello dell'acciaio e il suo basso modulo di elasticità rappresenta uno svantaggio se utilizzato come materiale strutturale, poiché lo rende facile da flettere.

Resistenza alla trazione e resistenza allo snervamento del titanio

La lega di titanio Ti-6Al-4V ha una resistenza alla trazione di 960 MPa e un limite di snervamento di 892 MPa, con una differenza di soli 58 MPa. Questa caratteristica provoca il rimbalzo del titanio durante la lavorazione, che deve essere superato.

Titanio ad alte temperature

Titanio con idrogeno, ossigeno, forte forza legante, dobbiamo prestare attenzione alla prevenzione dell'ossidazione e dell'assorbimento di idrogeno, la saldatura del titanio deve essere eseguita sotto protezione argon per prevenire la contaminazione. Il tubo e la lamiera di titanio devono essere trattati termicamente sotto vuoto, trattamento termico dei pezzi fucinati di titanio per controllare l'atmosfera microossidante.

Proprietà antismorzamento del titanio e suo utilizzo

Titanio e altri materiali metallici (rame, acciaio) realizzati con la stessa forma e dimensione della campana, con la stessa forza per colpire una campana diversa, abbiamo scoperto che l'orologio in titanio oscilla fino a quando il suono dura a lungo, cioè, colpendo l'energia data alla campana non è facile scomparire, il che significa che le prestazioni di smorzamento del titanio sono basse, l'uso del titanio per realizzare una varietà di strumenti musicali.

Tre funzioni speciali del titanio e delle leghe di titanio

La funzione di memoria della forma del titanio, la funzione superconduttrice e la funzione di assorbimento dell'idrogeno sono note come le tre funzioni speciali del titanio e delle leghe di titanio.

Funzione di memoria di forma del titanio

Una certa percentuale di lega Ti-Ni può recuperare la sua forma originale ad una certa temperatura, il che significa che ha una funzione di memoria di forma e questo materiale è chiamato lega a memoria di forma. Al giorno d'oggi, le leghe a memoria di forma sono ampiamente utilizzate nel settore aerospaziale, navale, nelle armi, nelle applicazioni mediche e industriali.

Superconduttività del titanio

Quando la temperatura scende vicino allo zero assoluto, il filo in lega Nb-Ti perderà la sua resistenza e diventerà superconduttore. Quando una corrente elevata viene fatta passare attraverso il filo, non si riscalda e non vi è alcun consumo di energia, quindi l'Nb-Ti è noto come materiale superconduttore.

Funzione di assorbimento dell'idrogeno del titanio

Una certa percentuale di lega Ti-Fe ha la capacità di assorbire grandi quantità di idrogeno. Utilizzando questa caratteristica, l’idrogeno può essere immagazzinato in modo sicuro e, in determinate condizioni, la lega Ti-Fe può anche essere utilizzata per rilasciare idrogeno, rendendo l’uso di bombole in acciaio ad alta pressione oltre allo stoccaggio dell’idrogeno un’opzione aggiuntiva. Questa proprietà è chiamata funzione di assorbimento dell'idrogeno del titanio e i materiali con questa funzione sono chiamati materiali di accumulo di energia.