Titanium egenskaber
Høj styrke, lav densitet
Rent titanium er kendetegnet ved sin specifikke styrke, med en trækstyrke på op til 590 MPa. I legeringsform strækker denne styrke sig betydeligt til 1250 MPa (Ti-15Mo-5Zr-3AI-legering).
Dens udmattelsesstyrke er omkring halvdelen af dens trækstyrke og falder ikke, når den svejses eller nedsænkes i havvand.
Titanium er en velegnet komponent til applikationer, der kræver en unik kombination af styrke og lethed af materialet.
Massefylde: 4,506 g/cm 3
Trækstyrke: Minimum 200 MPa til over 1300 MPa (varierer baseret på renhed og legeringssammensætning)
Korrosionsbestandighed
Fordi rent titanium reagerer let med ilt, udvikler det naturligt en oxidfilm, der beskytter det mod ætsende materialer og miljøer. Det modstår korrosion fra klorforbindelser, havvand, almindelige syrer og ekstreme temperaturer.
Brandmodstand
Et andet kendetegn ved titanium er dets ildfaste metalegenskaber. Dens smeltepunkt overstiger 1650 grader, hvilket er væsentligt højere end aluminium og stål. Samtidig er dens termiske udvidelseskoefficient 8,6 µm/(m·K), hvilket er lavere end stål og kobber.
Titanium applikationer
rumfartsindustrien
På grund af titanlegeringers høje temperatur og korrosionsbestandighed anvendes materialet til fremstilling af flykomponenter (flykroppe og fastgørelseskomponenter), hydrauliske systemkomponenter og landingsstel.
Lockheed SR-71 Blackbird-militærflyet er primært lavet af titanium og er værdsat for dets hastighed og designeffektivitet. Selvom stealth-spionflyet blev pensioneret i slutningen af 1990'erne, fortsætter flyproducenterne med at bruge titanlegeringer i moderne fly for at øge styrken og reducere vægten.
Marine udstyr
Titanium har en høj grad af korrosionsbestandighed over for havvand, hvilket gør det til en velegnet komponent til skibsborerigge, propelblade og aksler og andre komponenter nedsænket i vand.
Sportsapplikationer
Titaniums høje styrke-til-vægt-forhold egner sig til en bred vifte af applikationer i sportsindustrien. Materialet bruges som komponenter i sportsartikler såsom tennisketchere, baseballbat, golfkøller, cykelstel og skiudstyr.
Medicinsk industri
På grund af dets træghed og ikke-toksicitet bruges titanium i en lang række medicinske anvendelser, herunder kirurgiske implantater, tandimplantater, kirurgiske værktøjer og tilgængelighedsudstyr.
fyrværkeri
Titaniumpulver producerer lyse hvide gnister og bruges i fyrværkeri.
pigment
Titandioxid (den naturlige oxidform af metal) er blevet brugt som blegemiddel i maling, plastik og tandpasta.
smykker
Titaniums biokompatibilitet, høje styrke-til-vægt-forhold og korrosionsbestandige egenskaber er meget nyttige i smykkeindustrien, hvor det kan bruges til at skabe armbånd, ringe og halskæder.
Produktion og forarbejdning
Rent titanium reagerer let med ilt, og det meste titanium findes i naturen i form af malme eller "svampe", specifikt rutil (TiO 2 ) eller ilmenit (FeTiO 3 ). Kroll-processen udvinder TiO 2 fra malmen gennem en reduktionsproces i nærvær af klor, hvilket producerer titantetrachlorid (TiCl 4 ). Efter oprensning ved fraktioneret destillation reduceres TiCl 4 med smeltet magnesiummetal i en temperaturreguleret beholder for at generere rent titaniummetal.
Med hensyn til legeringer er titanium kombineret med metaller som aluminium, vanadium, tin og/eller palladium. Forskellige kombinationer skaber lister over titanium kvaliteter i alfa og beta kategorier. Hver klasse er designet til en specifik anvendelse baseret på den resulterende ydeevne.
Varmebehandling øger styrken af titanlegeringer yderligere, især med hensyn til udmattelsesbestandighed, krybestabilitet og brudintegritet. Varmebehandlingsbetingelser er meget afhængige af legeringssammensætningen for at optimere materialets fysiske egenskaber.
