Zliatina titánu sa vzťahuje na rôzne zliatinové kovy vyrobené z titánu a iných kovov. Titán je dôležitý konštrukčný kov vyvinutý v 50. rokoch minulého storočia. Zliatina titánu má vysokú pevnosť, dobrú odolnosť proti korózii a vysokú tepelnú odolnosť. V 50. a 60. rokoch 20. storočia bola hlavná pozornosť venovaná vývoju vysokoteplotných zliatin titánu pre letecké motory a konštrukčných zliatin titánu pre karosérie lietadiel.
V sedemdesiatych rokoch minulého storočia bolo vyvinutých množstvo zliatin titánu odolných voči korózii. Od 80. rokov 20. storočia sa ďalej vyvíjali zliatiny titánu odolné voči korózii a zliatiny titánu s vysokou pevnosťou. Titánové zliatiny sa používajú hlavne na výrobu častí kompresorov leteckých motorov, nasledujú rakety, strely a konštrukčné časti vysokorýchlostných lietadiel.
Titán je nový druh kovu. Jeho vlastnosti súvisia s obsahom nečistôt uhlíka, dusíka, vodíka, kyslíka atď. Najčistejší jodid titánu má obsah nečistôt najviac 0,1 %, ale jeho pevnosť je nízka a jeho plasticita je vysoká . Vlastnosti 99,5% priemyselného čistého titánu sú: hustotaρ =4,5g/cm3, bod topenia 1725 stupňov, tepelná vodivosťλ =15,24W/(mK), pevnosť v ťahu σb=539MPa, predĺženie δ=25%, zmrštenie prierezu ψ=25%, modul pružnosti E=1. 078×105MPa, tvrdosť HB195.
vysoká pevnosť
Porovnávacia tabuľka výkonu niekoľkých kovových materiálov
Hustota titánovej zliatiny je vo všeobecnosti okolo 4,51 g/cm3, čo je len 60 % hustoty ocele. Niektoré vysokopevnostné zliatiny titánu prevyšujú pevnosť mnohých legovaných konštrukčných ocelí. Preto je špecifická pevnosť (pevnosť/hustota) titánovej zliatiny oveľa väčšia ako u iných kovových konštrukčných materiálov a možno vyrobiť diely s vysokou jednotkovou pevnosťou, dobrou tuhosťou a nízkou hmotnosťou. Komponenty leteckých motorov, rámy, poťahy, spojovacie prvky a pristávacie zariadenia používajú zliatiny titánu.
Vysoká tepelná pevnosť
Teplota použitia je o niekoľko stoviek stupňov vyššia ako teplota hliníkovej zliatiny. Stále si dokáže udržať požadovanú pevnosť pri strednej teplote a môže pracovať dlhú dobu pri 450-500 stupňoch . Tieto dva typy titánových zliatin majú stále vysokú špecifickú pevnosť v rozsahu 150 stupňov až 500 stupňov, zatiaľ čo špecifická pevnosť hliníkovej zliatiny výrazne klesá pri 150 stupňoch. Pracovná teplota zliatiny titánu môže dosiahnuť 500 stupňov, zatiaľ čo teplota hliníkovej zliatiny je nižšia ako 200 stupňov.
Dobrá odolnosť proti korózii
Zliatiny titánu fungujú vo vlhkej atmosfére a morskej vode a ich odolnosť proti korózii je oveľa lepšia ako u nehrdzavejúcej ocele. Sú obzvlášť odolné voči jamkovej korózii, kyslej korózii a korózii pod napätím. Majú vynikajúcu odolnosť proti korózii voči alkáliám, chloridom, organickým látkam chlóru, kyseline dusičnej, kyseline sírovej atď.
Dobrý výkon pri nízkych teplotách
mechanické vlastnosti pri nízkych a ultranízkych teplotách. Zliatiny titánu s dobrými vlastnosťami pri nízkych teplotách a extrémne nízkymi intersticiálnymi prvkami, ako je TA7, si stále dokážu zachovať určitú plasticitu pri -253 stupňoch . Preto sú zliatiny titánu tiež dôležitým nízkoteplotným konštrukčným materiálom.
Vysoká chemická aktivita
Výrobky zo zliatiny titánu
Titán má vysokú chemickú aktivitu a v atmosfére silne reaguje s O 2 , N 2 , H 2 , CO, CO 2, vodnou parou, amoniakom atď. Keď je obsah uhlíka väčší ako 0,2 %, v titánovej zliatine sa vytvorí tvrdý TiC; keď je teplota vysoká, vytvorí tiež tvrdú povrchovú vrstvu TiN, keď reaguje s N; nad 600 stupňov, titán absorbuje kyslík, aby vytvoril vytvrdenú vrstvu s vysokou tvrdosťou; pri zvýšení obsahu vodíka sa vytvorí aj krehká vrstva. Tvrdá a krehká povrchová vrstva vytvorená absorbovaním plynu môže dosiahnuť hĺbku 0,1 až 0,15 mm a stupeň vytvrdnutia je 20 % až 30 %. Titán má tiež vysokú chemickú afinitu a je náchylný na priľnavosť k treciemu povrchu.
Nízka tepelná vodivosť
použitie
Zliatina titánu má vysokú pevnosť a nízku hustotu, dobré mechanické vlastnosti, dobrú húževnatosť a odolnosť proti korózii. Okrem toho má titánová zliatina slabý procesný výkon, ťažké rezanie a veľmi ľahko absorbuje nečistoty ako vodík, kyslík, dusík a uhlík počas spracovania za tepla. Má tiež zlú odolnosť proti opotrebovaniu a zložitý výrobný proces. Priemyselná výroba titánu začala v roku 1948. Potreby rozvoja leteckého priemyslu viedli k rozvoju titánového priemyslu s priemerným ročným tempom rastu okolo 8 %. Ročná produkcia materiálov na spracovanie zliatin titánu vo svete dosiahla viac ako 40,000 ton a existuje takmer 30 druhov zliatin titánu. Najpoužívanejšie zliatiny titánu sú Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) a priemyselne čistý titán (TA1, TA2 a TA3). Z titánových zliatin sa vyrábajú hlavne časti kompresorov leteckých motorov, nasledujú rakety, strely a konštrukčné časti vysokorýchlostných lietadiel. V polovici{16} rokov sa titán a jeho zliatiny používali vo všeobecnom priemysle na výrobu elektród pre elektrolytický priemysel, kondenzátorov pre elektrárne, ohrievačov na rafináciu ropy a odsoľovania morskej vody a zariadení na kontrolu znečistenia životného prostredia. Titán a jeho zliatiny sa stali konštrukčným materiálom odolným voči korózii. Používa sa tiež na výrobu materiálov na skladovanie vodíka a zliatin s tvarovou pamäťou.
