Το τιτάνιο είναι ένα στοιχείο με ατομικό αριθμό 22 στον περιοδικό πίνακα, ένα στοιχείο υποομάδας του τέταρτου κύκλου, δηλαδή της ομάδας IVB. Εκτός από το τιτάνιο, στοιχεία αυτής της ομάδας περιλαμβάνουν το ζιρκόνιο και το άφνιο, τα οποία μοιράζονται το κοινό χαρακτηριστικό του υψηλού σημείου τήξης και του σχηματισμού μιας σταθερής μεμβράνης οξειδίου στις επιφάνειές τους σε θερμοκρασία δωματίου.
1, χαμηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή, υψηλή ειδική αντοχή
Η πυκνότητα του τιτανίου είναι 4,51 g/cm3, το 57% του χάλυβα, το τιτάνιο είναι λιγότερο από δύο φορές πιο βαρύ από το αλουμίνιο, τρεις φορές ισχυρότερο από το αλουμίνιο. Η ειδική αντοχή του κράματος τιτανίου (αναλογία αντοχής/πυκνότητας) χρησιμοποιείται συνήθως στα βιομηχανικά κράματα στο μεγαλύτερο (βλ. Πίνακα 1), η ειδική αντοχή του κράματος τιτανίου είναι 3,5 φορές η ειδική αντοχή του ανοξείδωτου χάλυβα, το κράμα αλουμινίου 1,3 φορές, το κράμα μαγνησίου 1,7 φορές, επομένως είναι το Η αεροδιαστημική βιομηχανία είναι απαραίτητη για τη δομή του υλικού.
2, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση
Η παθητικότητα του τιτανίου εξαρτάται από την παρουσία ενός φιλμ οξειδίου, το οποίο έχει πολύ καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση στα οξειδωτικά μέσα παρά στα αναγωγικά μέσα. Υψηλής ταχύτητας διάβρωση εμφανίζεται στα μέσα μείωσης. Το τιτάνιο δεν διαβρώνεται σε ορισμένα διαβρωτικά μέσα, όπως το θαλασσινό νερό, το υγρό αέριο χλώριο, τα διαλύματα χλωρίτη και υποχλωριώδους, νιτρικό οξύ, χρωμικό οξύ, χλωριούχα μέταλλα, σουλφίδια και οργανικά οξέα. Ωστόσο, σε μέσα που αντιδρούν με το τιτάνιο για την παραγωγή υδρογόνου (π.χ. υδροχλωρικό και θειικό οξύ), το τιτάνιο έχει συνήθως υψηλότερο ρυθμό διάβρωσης. Ωστόσο, εάν μια μικρή ποσότητα οξειδωτικού παράγοντα προστεθεί στο οξύ, σχηματίζεται ένα φιλμ παθητικοποίησης στην επιφάνεια του τιτανίου. Επομένως, το τιτάνιο είναι ανθεκτικό στη διάβρωση σε μείγματα ισχυρού θειικού οξέος-νιτρικού οξέος ή υδροχλωρικού οξέος-νιτρικού οξέος, ακόμη και σε υδροχλωρικό οξύ που περιέχει ελεύθερο χλώριο. Το προστατευτικό φιλμ οξειδίου του τιτανίου σχηματίζεται συχνά όταν το μέταλλο συναντά νερό, ακόμη και σε μικρές ποσότητες νερού ή υδρατμών. Εάν το τιτάνιο εκτεθεί σε ένα έντονα οξειδωτικό περιβάλλον απουσία νερού, εμφανίζεται ταχεία οξείδωση και βίαιες αντιδράσεις, ακόμη και αυθόρμητη καύση, συχνά συμβαίνουν. Τέτοια φαινόμενα έχουν συμβεί όταν το τιτάνιο αντιδρά με το ατμίζον νιτρικό οξύ που περιέχει περίσσεια οξειδίου του αζώτου και όταν το τιτάνιο αντιδρά με το ξηρό αέριο χλώριο. Επομένως, μια ορισμένη ποσότητα υγρασίας είναι απαραίτητη για την πρόληψη τέτοιων αντιδράσεων.
3, καλή αντοχή στη θερμότητα
Συνήθως το αλουμίνιο στους 150 βαθμούς, ο ανοξείδωτος χάλυβας στους 310 βαθμούς που είναι η απώλεια της αρχικής απόδοσης και τα κράματα τιτανίου στους 500 βαθμούς περίπου εξακολουθούν να διατηρούν καλές μηχανικές ιδιότητες. Όταν η ταχύτητα του αεροσκάφους φτάσει 2,7 φορές την ταχύτητα του ήχου, η θερμοκρασία της επιφάνειας της δομής του αεροσκάφους φτάνει τους 230 βαθμούς, τα κράματα αλουμινίου και τα κράματα μαγνησίου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν, ενώ τα κράματα τιτανίου μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις. Η θερμική αντίσταση του τιτανίου είναι καλή, χρησιμοποιείται για δίσκους αεροσυμπιεστών και λεπίδες αεροκινητήρων και το δέρμα της πίσω ατράκτου του αεροσκάφους.
4, καλή απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας
Ορισμένα κράματα τιτανίου (όπως Ti-5AI-2.5SnELI) αντοχή με τη μείωση της θερμοκρασίας και την αύξηση, αλλά η πλαστικότητα δεν μειώνεται πολύ, εξακολουθεί να υπάρχει καλή ολκιμότητα και σκληρότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες, κατάλληλη για χρήση σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πυραυλοκινητήρες ξηρού υγρού υδρογόνου και υγρού οξυγόνου ή σε επανδρωμένα διαστημόπλοια για τη χρήση δοχείων και δεξαμενών αποθήκευσης εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας.
5, μη μαγνητικό
Το τιτάνιο είναι μη μαγνητικό, χρησιμοποιείται σε υποβρύχια κελύφη, δεν θα προκαλέσει την έκρηξη των ναρκών.
6, μικρή θερμική αγωγιμότητα
Η θερμική αγωγιμότητα του τιτανίου είναι μικρή, μόνο 1/5 χάλυβα, αλουμίνιο 1/13, χαλκός 1/25. Η κακή θερμική αγωγιμότητα είναι ένα μειονέκτημα του τιτανίου, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το χαρακτηριστικό του τιτανίου.
7, χαμηλός συντελεστής ελαστικότητας
Ο συντελεστής ελαστικότητας του τιτανίου είναι μόνο 55% του χάλυβα, ως δομικό υλικό, ο χαμηλός συντελεστής ελαστικότητας είναι ένα μειονέκτημα.
8, αντοχή σε εφελκυσμό και αντοχή διαρροής
Είναι πολύ κοντά στοTi{0}}AI-4V αντοχή εφελκυσμού από κράμα τιτανίου 960 MPa, αντοχή διαρροής 892 MPa, η διαφορά μεταξύ των δύο είναι μόνο 58 MPa.
9, το τιτάνιο οξειδώνεται εύκολα σε υψηλές θερμοκρασίες.
Τιτανίου και υδρογόνου-οξυγόνου δύναμη σύνδεσης είναι ισχυρή, θα πρέπει να δώσουμε προσοχή για την πρόληψη της οξείδωσης και της απορρόφησης υδρογόνου. Η συγκόλληση τιτανίου πρέπει να πραγματοποιείται με προστασία αργού για την αποφυγή μόλυνσης. Ο σωλήνας και το φύλλο τιτανίου πρέπει να υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία υπό κενό, θερμική επεξεργασία σφυρηλάτησης τιτανίου για τον έλεγχο της μικροοξειδωτικής ατμόσφαιρας.
10, χαμηλή αντίσταση απόσβεσης
Το τιτάνιο και άλλα μεταλλικά υλικά (χαλκός, χάλυβας) κατασκευασμένα από το ίδιο σχήμα και μέγεθος του ρολογιού, με την ίδια δύναμη να χτυπά κάθε ρολόι θα διαπιστώσουν ότι το ρολόι από τιτάνιο ταλαντώνεται μέχρι τον ήχο μιας μεγάλης ώρας, δηλ. η ενέργεια που δίνεται στο ρολόι δεν είναι εύκολο να εξαφανιστεί, οπότε λέμε ότι η απόδοση απόσβεσης του τιτανίου είναι χαμηλή.
