Die zehn wichtigsten Eigenschaften von Titan

(1) niedrige Dichte, hohe Festigkeit, spezifische Festigkeit

Die Dichte von Titan beträgt 4,51 g/cm3, 57 % von Stahl. Titan ist weniger als zweimal schwerer als Aluminium und dreimal stärker als Aluminium. Die spezifische Festigkeit von Titanlegierungen (Festigkeits-/Dichteverhältnis) wird üblicherweise in Industrielegierungen im Großen und Ganzen verwendet (siehe Tabelle 2-1). Die spezifische Festigkeit von Titanlegierungen beträgt das 3,5-fache von Edelstahl. Aluminiumlegierung 1,3-fach; Magnesiumlegierung 1,7-fach, daher ist es für die Luft- und Raumfahrtindustrie von entscheidender Bedeutung für die Struktur des Materials.
(2) Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

Die Passivität von Titan hängt vom Vorhandensein eines Oxidfilms ab und seine Korrosionsbeständigkeit in oxidierenden Medien ist viel besser als in reduzierenden Medien. In reduzierenden Medien tritt Korrosion mit hoher Geschwindigkeit auf. Titan korrodiert in einigen korrosiven Medien wie Meerwasser, feuchtem Chlorgas, Chlorit- und Hypochloritlösungen, Salpetersäure, Chromsäure, Metallchloriden, Sulfiden und organischen Säuren nicht. In Medien, die mit Titan unter Bildung von Wasserstoff reagieren (z. B. Salz- und Schwefelsäure), weist Titan jedoch normalerweise eine hohe Korrosionsrate auf. Wenn der Säure jedoch eine kleine Menge Oxidationsmittel zugesetzt wird, bildet sich auf der Titanoberfläche ein Passivierungsfilm. Daher ist Titan in starken Schwefelsäure-Salpetersäure- oder Salzsäure-Salpetersäure-Gemischen und sogar in Salzsäure, die freies Chlor enthält, korrosionsbeständig. Der schützende Oxidfilm von Titan bildet sich oft, wenn das Metall auf Wasser trifft, selbst in kleinen Mengen Wasser oder Wasserdampf. Wenn Titan in völliger Abwesenheit von Wasser einer stark oxidierenden Umgebung ausgesetzt wird, kommt es zu einer schnellen Oxidation und es kommt häufig zu heftigen Reaktionen und sogar zu einer Selbstentzündung. Solche Phänomene traten auf, wenn Titan mit rauchender Salpetersäure reagierte, die überschüssiges Stickoxid enthielt, und wenn Titan mit trockenem Chlorgas reagierte. Daher ist eine gewisse Wassermenge notwendig, um solche Reaktionen zu verhindern.

(3) Gute Hitzebeständigkeit

Normalerweise ist Aluminium bei 150 Grad, Edelstahl bei 310 Grad ein Verlust der ursprünglichen Leistung, und Titanlegierungen bei etwa 500 Grad behalten immer noch gute mechanische Eigenschaften. Wenn die Flugzeuggeschwindigkeit das 2,7-fache der Schallgeschwindigkeit erreicht und die Oberflächentemperatur der Flugzeugstruktur 230 Grad erreicht, können Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen nicht verwendet werden, während Titanlegierungen die Anforderungen erfüllen können. Die Hitzebeständigkeit von Titan ist gut, es wird für die Kompressorscheiben und -blätter von Flugzeugtriebwerken sowie für die Haut des hinteren Flugzeugrumpfs verwendet.
(4) Gute Leistung bei niedrigen Temperaturen

Bestimmte Titanlegierungen (wie z. B. Ti - 5AI - 2.5SnELI) erhöhen ihre Festigkeit mit der Temperaturabnahme, aber die Plastizität der Reduktion ist nicht groß, und bei niedrigen Temperaturen weisen sie immer noch eine gute Duktilität und Zähigkeit auf. Geeignet für den Einsatz bei extrem niedrigen Temperaturen. Kann in trockenen Raketentriebwerken mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff oder in bemannten Raumfahrzeugen für Ultratieftemperaturbehälter und Lagerboxen verwendet werden.

(5) nicht magnetisch

Titan ist nicht magnetisch, wird in U-Boot-Granaten verwendet und verursacht keine Minenexplosion.

(6) Geringe Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Titan ist gering, nur 1/5 von Stahl, Aluminium 1/13, Kupfer 1/25. Eine schlechte Wärmeleitfähigkeit ist ein Nachteil von Titan, aber in manchen Fällen kann man diese Eigenschaft von Titan nutzen.
(7) Niedriger Elastizitätsmodul
Der Elastizitätsmodul von Titan beträgt nur 55 % des Elastizitätsmoduls von Stahl, daher ist ein niedriger Elastizitätsmodul bei der Verwendung als Strukturmaterial von Nachteil.

(8) Zugfestigkeit und Streckgrenze liegen nahe beieinander.

Die Zugfestigkeit der Ti-6AI-4V-Titanlegierung beträgt 960 MPa, die Streckgrenze 892 MPa, der Unterschied zwischen den beiden beträgt nur 58 MPa.
(9) Titan oxidiert bei hohen Temperaturen leicht.

Die Bindungskraft zwischen Titan und Wasserstoff-Sauerstoff ist stark. Wir müssen darauf achten, Oxidation und Wasserstoffabsorption zu verhindern. Das Schweißen von Titan sollte unter Argonschutz durchgeführt werden, um eine Kontamination zu verhindern. Titanrohre und -bleche sollten unter Vakuum wärmebehandelt werden, Titanschmiedestücke einer Wärmebehandlung, um die mikrooxidierende Atmosphäre zu kontrollieren.

(10) geringer Dämpfungswiderstand

Titan und andere Metallmaterialien (Kupfer, Stahl) bestehen aus der gleichen Form und Größe wie die Uhr, mit der gleichen Kraft auf jede Uhr wird festgestellt, dass die Uhr aus Titan bis zum Klang einer langen Zeit schwingt, d. h. durch Beim Schlagen lässt sich die auf die Uhr übertragene Energie nicht leicht verschwinden, daher sagen wir, dass die Dämpfungsleistung von Titan gering ist.