Titanyum malzeme avantajları ve eksiklikleri
Titanyum malzeme avantajları ve eksiklikleri
Titanyum alaşımlı malzemeler mükemmel özelliklere sahiptir ve havacılık ve diğer önemli alanlarda ve sivil alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır, titanyum ve titanyum alaşımlı malzemelerin tanıtımı ve uygulaması çok önemlidir. Aynı uygulama alanında günümüzde paslanmaz çelik, bakır alaşımlı malzemeler ve nikel esaslı alaşımlı malzemeler de kullanılmaktadır. Bununla birlikte, titanyum alaşımlı malzemeler, özgül mukavemet, korozyon direnci ve yüksek sıcaklık direnci açısından mükemmel malzemelerdir. Aynı zamanda titanyum alaşımlı malzemeler, hammadde fiyatı, hammadde çıkışı, işleme maliyeti ve titanyum işleme hacmi açısından diğer malzemelere göre mutlak uygulama avantajlarına sahiptir.
1. Titanyum alaşımlarının mükemmel özellikleri
1.1 yüksek özgül güç
Titanyum ve diğer metal malzemeler arasındaki yoğunluk ve özgül gücün karşılaştırılması
Metal | Titanyum | Çelik | Alüminyum | Bakır |
Yoğunluk(g/cm3) | 4.5 | 7.8 | 2.7 | 8.9 |
özgül güç (ortalama) | 29 | 23 | 21 | 7 |
Titanyum ve Diğer Metaller Arasında Çekme Dayanımı ve Akma Dayanımının Karşılaştırılması
Kuvvet | Titanyum Ti-6Al4v | Paslanmaz çelik 316L | Alüminyum alaşım | Bakır alaşımı |
Çekme mukavemeti (Mpa) | 960 | 620 | 470 | 550 |
Akma dayanımı (Mpa) | 892 | 310 | 294 | 210 |
1.2 Mükemmel korozyon direnci
Deniz suyu yüksek hızlı erozyon korozyon testi
Malzeme | korozyon oranı | yerel korozyon derinliği / mm | İşaret | |
g/(m2*d) | mm/yıl | |||
GR2 | 0 | - | 0 | Yüzeyde korozyon yok |
TC4 | 0 | 0 | 0 | Yüzeyde korozyon yok |
B30 | 0.14 | 0.005 | 0.04 | biraz aşınmış |
H59 | 1.20 | 0.052 | 0.20 | biraz aşınmış |
Saf bakır | 19.88 | 0.811 | 0.35 | düzensiz korozyon |
1.3 manyetik olmayan
Titanyum alaşımlı malzemenin manyetik olmayan özelliği, ekipmanın anti manyetik girişim performansını artırabilir, gizliliği artırabilir ve denizaltı kabuklarına ve gemi kabuklarına uygulanabilmesini sağlayabilir.
1.4 Mükemmel biyouyumluluk ve düşük elastik modül
Titanyum ve Diğer Metal Malzemelerin Elastik Modüllerinin Karşılaştırılması
Metal | saf titanyum | Titanyum alaşımı | paslanmaz çelik | düz karbon çeliği |
Elastik Modül/Gpa | 106.3 | 113.2 | 199.9 | 205.8 |
Paslanmaz çelik ve diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, titanyum alaşımı düşük elastik modüle, mükemmel biyouyumluluğa ve işlenebilirliğe sahiptir. Son yıllarda cerrahi implantlar için ideal bir fonksiyonel yapısal malzeme haline geldi. Bilim ve teknolojinin ilerlemesi ve klinik uygulamanın derinleşmesi ile tıbbi cihazlar uzun ömürlü, çok fonksiyonlu, hafif ve düşük maliyetli olma yolunda gelişmektedir, bu nedenle titanyum alaşımı en ideal malzemedir.
1,5 yüksek darbe ve yorulma direnci
Yüksek darbe ve yorulma direnci, ekipmanın statik ve dinamik yüklere ve deniz suyunun periyodik etkisine dayanma yeteneğini geliştirebilir.
2. Titanyum ve titanyum alaşımı uygulamalarının dezavantajları ve eksiklikleri
2.1 titanyum alaşımının zayıf aşınma direnci ve düşük yüzey sertliği
Bağıl hareketli parçalar için, titanyum alaşımının zayıf aşınma direnci ve düşük yüzey sertliği, uygulamayı kısıtlayan darboğaz haline gelmiştir. Yüzey sertleştirme ile yüzey sertliği ve aşınma direnci iyileştirilebilir. Termal püskürtme, plazma nitrürleme, buhar biriktirme, tuz banyosu nitrürleme ve diğer yöntemler gibi. Örneğin, bir buhar biriktirme yöntemi kullanıldığında kaplama kalınlığı 2~3um'a ulaşır, sertlik 2000hv'den yüksektir ve yüzey pürüzlülüğü Ra 0,8'den küçük veya eşittir, bu da sertliği ve aşınma direncini artırır.
2.2 titanyum alaşımı iyi bir biyouyumluluğa sahiptir ve mikroorganizmaların bağlanması kolaydır
Titanyum alaşımlı malzemeler, yüksek ortam sıcaklığında mikroorganizmaların kolayca bağlanmasına yol açan, toksik olmayan ve zararsız, iyi bir biyouyumluluğa sahiptir. Yapışma önleyici kaplamalar (antikorozif boya, zehirli boya vb.) kullanılabilir. Örneğin, bazı yapışma önleyici kaplamalar kullanıldıktan sonra alt tabakanın yapışma mukavemeti 5~6mpa'dan 10MPa'nın üzerine çıkarılabilir.
2.3 Titanyum alaşımı ve diğer metaller arasındaki potansiyel fark
Titanyum alaşımı diğer yapısal malzemelerle birleştiğinde, titanyum alaşımının deniz suyundaki doğal korozyon potansiyeli, yaygın olarak kullanılan tüm yapısal malzemelerden daha yüksektir, bu nedenle diğer yapısal malzemeler, seçiminde dikkate alınması gereken bir sorun olan korozyona eğilimlidir. açık deniz yapılarında titanyum alaşımlı bileşenler. Kaplama yalıtım boyası, anodik oksidasyon, mikro ark oksidasyonu veya buhar biriktirme kaplaması gibi yalıtım işlemi uygulanabilir. Örneğin, mikro ark oksidasyon yöntemi 10-20 mm kalınlığında oksit filmi oluşturabilir ve yüzey direncini iyileştirebilir.