تیتانیوم نوع جدیدی از فلز است و خواص آن مربوط به ناخالصی کربن، نیتروژن، هیدروژن، اکسیژن و غیره است. خالص ترین میزان ناخالصی یدید تیتانیوم از 0.1 درصد بیشتر نیست، اما استحکام آن کم و انعطاف پذیری آن زیاد است.
عملکرد استحکام بالا
برخی از آلیاژهای تیتانیوم سخت تر از بسیاری از انواع فولاد هستند. بنابراین، آلیاژ تیتانیوم را می توان برای تولید محصولاتی با استحکام بالا، استحکام خوب و وزن سبک طراحی کرد زیرا استحکام مهندسی (استحکام / چگالی) آلیاژ تیتانیوم نسبت به سایر مواد ساختاری فلزی بالاتر است. قطعات موتور هواپیما، قاب، پوسته، بست ها و ارابه فرود همه از آلیاژ تیتانیوم ساخته شده اند.
شدت حرارتی بالا دمای استفاده چند صد درجه بالاتر از آلیاژ آلومینیوم است و همچنان می تواند استحکام لازم را در دماهای متوسط حفظ کند. می توان آن را برای مدت طولانی در دمای 450-500 درجه استفاده کرد. دو آلیاژ تیتانیوم فوق الذکر می توانند استحکام ویژه بسیار بالایی را در 150 تا 500 درجه حفظ کنند، در حالی که این فلز به شدت مقاومت ویژه خود را در 150 درجه از دست داد. دمای کار برای آلیاژ تیتانیوم تا 500 درجه است در حالی که دمای کار برای آلیاژ آلومیون کمتر از 200 درجه است.
مقاومت در برابر خوردگی خوب
تست عملکرد آلیاژ "تیتانیوم" برای مشاهده مقاومت در برابر خوردگی آن، دقیقا چیست؟|فناوری نظامی آلیاژهای تیتانیوم در اتمسفرهای مرطوب و محیط های آب دریا کار می کنند و مقاومت در برابر خوردگی آنها بسیار بهتر از فولاد ضد زنگ است. مقاومت ویژه ای در برابر خوردگی حفره ای، خوردگی اسیدی و خوردگی استرس دارد. مقاومت به خوردگی عالی در برابر قلیایی، کلرید، مواد آلی مانند کلر، اسید نیتریک، اسید سولفوریک و غیره دارد.
عملکرد خوب در دمای پایین-
خواص مکانیکی آلیاژهای تیتانیوم را می توان در دماهای پایین و فوق{0}پایین حفظ کرد. عملکرد خوب در دمای پایین{2}}، آلیاژ تیتانیوم با عنصر بینابینی بسیار کم مانند TA7 دارای خاصیت انعطاف پذیری حتی در -253 درجه است. در نتیجه، آلیاژ تیتانیوم نیز به عنوان ماده ساختاری با دمای پایین کلیدی در نظر گرفته می شود. علیرغم عملکرد بالای اجزای آلیاژ تیتانیوم، کاربرد گسترده تیتانیوم و آلیاژهای آن در صنعت خودروسازی به دلیل مشکلات هزینه بالا، شکلپذیری بد و عملکرد ضعیف جوش هنوز راه زیادی باقی مانده است. مانع اصلی برای استفاده گسترده تر از آلیاژهای تیتانیوم برای کاربردهای خودرو، هزینه است. محدودیت اولیه تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم مشکل در واکنش شیمیایی با مواد دیگر در دماهای بالا است.
فعالیت شیمیایی بالا تیتانیوم دارای فعالیت شیمیایی بالایی است و در دمای بالای 600 درجه، اکسیژن را جذب می کند تا لایه ای سخت شده با سختی بالا را تشکیل دهد. افزایش محتوای هیدروژن نیز می تواند یک لایه شکننده ایجاد کند. لایه سطحی سخت و شکننده که توسط جذب گاز ایجاد میشود، میتواند به عمق 0.1-0.15 میلیمتر با درجه سخت شدن 20٪ -30٪ برسد. تیتانیوم میل ترکیبی شیمیایی بالایی دارد و مستعد چسبندگی با سطوح اصطکاکی است. رسانایی و کشش حرارتی کم رسانایی حرارتی تیتانیوم، λ=15.24W/(m · K)، حدود 1/4 نیکل، 1/5 آهن، و 1/14 آلومینیوم است. با این حال، هدایت حرارتی آلیاژهای مختلف تیتانیوم حدود 50٪ کمتر از تیتانیوم است. مدول الاستیک آلیاژ تیتانیوم تقریباً نصف فولاد است، بنابراین استحکام ضعیفی دارد و مستعد تغییر شکل است. برای ساخت میله های باریک و قطعات جدار نازک مناسب نیست. در حین برش، پشت فنری سطح ماشینکاری شده بزرگ است، حدود 2-3 برابر فولاد ضد زنگ، که باعث اصطکاک، چسبندگی و سایش چسبندگی شدید در سطح پشتی ابزار می شود.
عملکرد عالی برای اجزای آلیاژ تیتانیوم است، اما هنوز راه درازی تا محبوبیت خودرو تیتانیوم و آلیاژهای آن در صنعت خودروسازی است، زیرا به دلیل هزینه بالا، شکل پذیری ضعیف، جوشکاری ضعیف به دلایلی از این دست. به طور گسترده ای در صنعت خودرو هزینه آنها است. محدودیت اصلی در استفاده از تیتانیوم و آلیاژهای آن، سهولت حمله شیمیایی به آنها بوده است، ترجیحاً با مواد دیگر (مثلاً با مواد محافظ حرارتی سرامیکی پوشش داده شده) اما به ویژه در هوا و آب در دماهای بالا.
این خاصیت آلیاژهای تیتانیوم را مجبور میکند تا با روشهای سنتی پالایش، ذوب و ریختهگری متفاوت باشند و اغلب باعث آسیب به قالبها میشود. در نتیجه قیمت آلیاژ تیتانیوم بسیار گران شده است. بنابراین، در ابتدا بیشتر در سازههای هواپیما، هواپیما و صنایع با فناوری پیشرفته مانند نفت و صنایع شیمیایی استفاده میشد.
