Caratteristiche e applicazioni del titanio e delle leghe di titanio

Caratteristiche e applicazioni del titanio e delle leghe di titanio
Il titanio puro ha una bassa resistenza e un elevato punto di fusione, ma ha un'elevata resistenza specifica, una buona plasticità e tenacità alle basse temperature, una buona resistenza alla corrosione ed è facile da lavorare e modellare. Il titanio puro ha un'eccellente resistenza alla corrosione nell'atmosfera e nell'acqua di mare ed è stabile in acido solforico, acido cloridrico, acido nitrico e altri mezzi. Man mano che la purezza del titanio diminuisce, la resistenza aumenta e la plasticità diminuisce notevolmente.
Ha un'attività chimica estremamente elevata e reagisce fortemente con Cl, O, S, C, N, ecc. (ad alte temperature). Allo stato liquido reagisce con quasi tutti i crogioli tranne il ThO2. Può essere fuso solo in un forno ad arco elettrico sotto vuoto.
Buona saldabilità; buone prestazioni di stampaggio; ma scarsa resistenza all'usura; basso modulo elastico (120GPa), circa il 54% di ferro; bassa conduttività termica e coefficiente di dilatazione lineare. La sua conduttività termica è molte volte inferiore a quella del ferro ed è soggetto a gradienti di temperatura e stress termico durante l'uso.

L'aggiunta di elementi di lega al titanio puro migliora e rafforza le sue proprietà per formare una lega di titanio, che ha elevata resistenza, resistenza al calore e resistenza alla corrosione. Ha proprietà non magnetiche, basse caratteristiche di smorzamento delle onde sonore e delle vibrazioni, buona biocompatibilità ed è compatibile con il carbonio. I materiali compositi hanno una buona compatibilità e hanno proprietà eccellenti come proprietà superconduttrici, memoria di forma e proprietà di assorbimento dell'idrogeno. Tuttavia, presentano anche alcuni difetti, come la difficile lavorazione a caldo, le scarse prestazioni di lavorazione a freddo, la scarsa lavorabilità al taglio e la scarsa resistenza all'usura.
Classificazione della lega di titanio: -La lega di titanio ha buone prestazioni alle alte temperature (<500℃), good structural stability, and good weldability. It is the main component of heat-resistant titanium alloy, but it cannot be strengthened by heat treatment, has low strength at room temperature, and low plasticity;
lega di titanio: elevata resistenza a temperatura ambiente, può essere rafforzata mediante trattamento termico, ma la struttura non è sufficientemente stabile; le prestazioni di saldatura sono scarse;
β-titanium alloy and near-β titanium alloy: have good plastic processing properties (quick cooling to obtain β structure), high mechanical properties (strength can be improved through aging), and have the greatest potential for the development of high-strength (tensile strength >1400-1500MPa) leghe di titanio. lega, ma la stabilità strutturale è scarsa e la temperatura di lavoro è inferiore a 200 gradi
Attualmente, solo le plastiche rinforzate con fibra di carbonio hanno una resistenza specifica maggiore rispetto alle leghe di titanio, e le leghe di titanio sono i materiali metallici con la resistenza specifica più elevata. Pertanto, è anche chiamato "metallo spaziale", motivo principale per cui la lega di titanio è ampiamente utilizzata nell'industria aeronautica. Ad esempio, nei motori degli aerei, le leghe di titanio sono comunemente utilizzate come dischi di compressori, pale di compressori, coperture di motori, involucri di camere di combustione e tubi di getto.

Aree di applicazione del titanio e delle leghe di titanio
Aerospaziale: componenti di motori a reazione, componenti di fusoliera, razzi, satelliti, missili e altri componenti
Pale di compressori e ventilatori, dischi, involucri, palette guida, alberi, carrelli di atterraggio, flap, spoiler, motori
Navicella, paratie, longheroni alari, serbatoi carburante, booster
Chimica, petrolchimica e industria generale: elettrolizzatori, reattori, vaporizzatori per cloro-alcali, carbonato di sodio, plastica, petrolchimica, metallurgia, produzione di sale e altre industrie
Colonne di distillazione, concentratori, separatori, scambiatori di calore, tubi, elettrodi, ecc.
Nave: scafo sottomarino a pressione, elica, elica a getto d'acqua, sistema di scambio termico dell'acqua di mare, pompa della nave (valvole e tubi)
Ingegneria navale: condotte per la dissalazione dell'acqua di mare, pompe, valvole, raccordi per trivellazioni petrolifere offshore, ecc.
Biomedicina: articolazioni artificiali, impianti dentali artificiali e ortodonzia, pacemaker, stent cardiovascolari, strumenti chirurgici, ecc.
Attrezzatura sportiva: teste da golf, racchette da tennis, racchette da badminton, stecche da biliardo, bastoncini da trekking, bastoncini da sci, pattini da ghiaccio, ecc.
Necessità quotidiane: montature per occhiali, orologi, stampelle, canne da pesca, utensili da cucina, custodie per prodotti digitali, artigianato, decorazioni, ecc.
Edilizia: Tetti, pareti esterne, decorazioni, segnaletica, ringhiere, tubazioni, ecc. di edifici
Automobile: sistemi di scarico e silenziatori per automobili, molle portanti, bielle e bulloni, ecc.