Proprietà meccaniche del titanio
1. La resistenza alla trazione del titanio puro è 265~353MPa e quella delle leghe di titanio generiche è 686~1176MPa, attualmente fino a 1764MPa. Le leghe di titanio sono resistenti quanto molti acciai, ma la resistenza specifica dell'acciaio è di gran lunga inferiore a quella delle leghe di titanio.
2. La resistenza alla compressione del titanio e delle leghe di titanio non è inferiore alla resistenza alla trazione. Il carico di snervamento a compressione e il carico di snervamento a trazione del titanio puro industriale sono approssimativamente uguali, mentre la resistenza a compressione di Ti-6AI-4V e Ti-5AI-2.5Sn è leggermente superiore alla resistenza alla trazione.
3. La resistenza al taglio è generalmente compresa tra il 60% e il 70% della resistenza alla trazione. La resistenza allo snervamento a compressione del titanio e dei fogli di leghe di titanio è circa da 1,2 a 2,0 volte la resistenza alla trazione.
4. In condizioni atmosferiche normali, il limite di durabilità del titanio lavorato e ricotto e delle leghe di titanio è compreso tra 0,5 e 0,65 resistenza alla trazione. Se sottoposto a 10 milione di prove di fatica nello stato dentellato (Kt=3.9), il limite di resistenza del Ti-6AI-4V ricotto è 0,2 volte quello di trazione forza.
5. La durezza del grado di purezza più elevato del titanio industrialmente puro è solitamente inferiore a 120 HB (durezza Brinell) e la durezza di altro titanio industrialmente puro è compresa tra 200 e 295 HB. La durezza dei getti di titanio puro è 200~220HB. Il valore di durezza della lega di titanio allo stato ricotto è 32~38HRC (Rockwell), che equivale a 298~349HB. La durezza di Ti-5Al-2.5Sn e Ti-6AI-4V allo stato fuso è 320HB, mentre la durezza dell'impurezza a basso gap Ti{{18} Le fusioni }Al-4V sono 310HB.
6. Il modulo elastico a trazione del titanio puro industriale è 105~109GPa. Il modulo elastico a trazione della maggior parte delle leghe di titanio allo stato ricotto è 110~120GPa. Le leghe di titanio indurite per invecchiamento hanno un modulo elastico a trazione leggermente superiore rispetto allo stato ricotto e il modulo elastico a compressione è uguale o maggiore del modulo elastico a trazione. Il modulo elastico specifico della lega di titanio è uguale a quello della lega di alluminio, secondo solo al berillio, al molibdeno e ad alcune leghe ad alta temperatura.
7. Il modulo di torsione o taglio del titanio puro industriale è 46GPa e il modulo di taglio della lega di titanio è 43~51GPa. Al fine di migliorare la resistenza delle leghe di titanio, l'aumento del contenuto di gap avrà effetti dannosi sulla resistenza agli urti e sulla tenacità alla frattura della lega. A seconda del tipo e dello stato della lega di titanio, il valore di resistenza all'impatto Charpy Notch del titanio puro industriale denaturato è 15~54J/㎡, ed è circa 4~10J/㎡ nello stato di fusione. La resistenza agli urti della lega di titanio allo stato ricotto è 13~25,8J/㎡, mentre allo stato invecchiato è leggermente inferiore. La resistenza all'impatto Charpy con intaglio a V di Ti-5AI-2.5Sn nello stato fuso è 10J/㎡, mentre quella di Ti-6AI-4V è 20~ 23J/㎡. Minore è il contenuto di ossigeno delle leghe di titanio, maggiore è questo valore.
8. Molte leghe di titanio hanno un'elevata tenacità alla frattura o, in altre parole, le leghe di titanio hanno una buona resistenza alla propagazione delle cricche. Il Ti-6AI-4V ricotto è un materiale con eccellente tenacità. Quando il coefficiente di concentrazione dell'intaglio Kt=25.4mm, il rapporto tra la resistenza alla trazione con intaglio e la resistenza alla trazione senza intaglio è maggiore di 1.
9. Le leghe di titanio possono mantenere determinate proprietà alle alte temperature. Generalmente le leghe industriali di titanio possono mantenere le loro proprietà ad una temperatura di 540 gradi, ma possono essere utilizzate solo per un breve periodo. L'intervallo di temperatura sufficiente per un lungo periodo è di 450~480 gradi. Le leghe di titanio sono state sviluppate per l'uso a temperature di 600 gradi. Come materiale missilistico, la lega di titanio può essere utilizzata a una temperatura di 540 gradi per un lungo periodo e ad una temperatura di 760 gradi per un breve periodo.
10. Il titanio e le leghe di titanio possono ancora mantenere le loro proprietà meccaniche originali a temperature basse e ultra-basse. Al diminuire della temperatura, la resistenza del titanio e delle leghe di titanio continua ad aumentare, mentre la duttilità peggiora gradualmente. Molte leghe di titanio ricotto hanno anche duttilità e resistenza alla frattura sufficienti a -195,5 gradi. Ti-5AI-2.5Sn, che contiene elementi interstiziali estremamente bassi, può essere utilizzato a -252.7 gradi . Il rapporto tra la resistenza alla trazione con intaglio e la resistenza alla trazione senza intaglio è 0,95~1,15 a -25,7 gradi.
L'ossigeno liquido, l'idrogeno liquido e il fluoro liquido sono importanti propellenti nei missili e nei dispositivi spaziali. Le proprietà a bassa temperatura dei materiali utilizzati per realizzare contenitori di gas criogenici e parti strutturali criogeniche sono molto importanti. Quando la microstruttura è equiassica e il contenuto di elementi interstiziali (ossigeno, elio, idrogeno, ecc.) è molto basso, la duttilità delle leghe di titanio è ancora superiore al 5%. La maggior parte delle leghe di titanio hanno una scarsa duttilità a -252,7 gradi, mentre l'allungamento di Ti-6AI-4V raggiunge il 12%.
Il contenuto di cui sopra è riprodotto da Titanium House
