1. Titanyuma ne zarar verir?
Güçlü indirgeyici asitler ve kompleks maddeler: Titanyum su, tuzlu su ve hafif asitlerden (örn., Düşük konsantrasyonlarda sülfürik asit) korozyona direnirken, sıcak, konsantre hidroklorik asit (HC1) veya hidroflorik asit (HF) gibi yüksek konsantre azaltıcı asitlere karşı savunmasızdır. HF özellikle zararlıdır, çünkü metalin koruyucu oksit tabakasını parçalayarak çözünür florotitanat bileşikleri oluşturmak için titanyum ile reaksiyona girer.
Yüksek - sıcaklık oksidasyonu (~ 600 derece /1112 derece f): Titanyum, oda sıcaklığında daha fazla korozyonu önleyen ince, stabil bir oksit tabakası (TIO₂) oluşturur. Bununla birlikte, 600 dereceyi aşan sıcaklıklarda, bu tabaka hızla kalınlaşır ve kırılgan hale gelir, bu da "ölçek spallasyonuna" (oksit tabakasının dökülmesine) yol açar. 800 derecenin üzerinde, titanyum yüksek oksijen seviyelerine maruz kaldığında havada bile tutuşabilir ve bu da felaket hasarına neden olabilir.
Mekanik aşırı yükleme veya yorgunluk: Tüm metaller gibi, titanyum, verim gücünün ötesinde strese maruz kalırsa plastik (kalıcı olarak) deforme olur ve stres nihai gerilme gücünü aşarsa kırılır. Ayrıca duyarlıdıryorgunluk başarısızlığıTekrarlanan döngüsel yükleme altında (örneğin, havacılık bileşenlerindeki titreşimler), özellikle stres konsantratörleri olarak işlev gören yüzey kusurları (çatlaklar, çizikler) varsa.
Galvanik korozyon (belirli eşleşmelerde): Titanyum asil bir metaldir (düşük elektrokimyasal potansiyel), ancak iletken bir ortamda (örn. Tuzlu su) daha aktif metaller (örn. Alüminyum, magnezyum, çinko) ile eşleştirilirse galvanik hücrelerde bir katot görevi görebilir. Bu, aktif metalin korozyonunu hızlandırır, ancak titanyumun kendisi büyük ölçüde etkilenmemiş olarak kalır -, ancak aktif metal tamamen aşınırsa, titanyum sonunda daha agresif koşullara maruz kalabilir.
2. Titanyum soğukken küçülür mü?
Ticari olarak saf titanyumun (derece 2) 20 derece (68 derece F) ile 500 derece (932 derece F) ortalama doğrusal CTE, derece başına yaklaşık 8.6 × 10⁻⁶ (F derecesi için 4.8 × 10⁻⁶).
Oda sıcaklığının altında soğutulduğunda (örneğin, sıvı azot uygulamaları için -196 derece /-321 derece F gibi kriyojenik sıcaklıklara), titanyum büzülmeye devam eder, ancak kasılma oranı aşırı düşük sıcaklıklarda hafifçe yavaşlar.
3. Titanyumun kötü özellikleri nelerdir?
Yüksek maliyet: Titanyum, çelik veya alüminyum gibi yaygın metallerden önemli ölçüde daha pahalıdır. Bunun nedeni, ekstraksiyonunun karmaşıklığı (titanyum cevheri, saf titanyum sünger üretmek için - yoğun işlemeyi gerektirir) ve üretim (titanyumun üretimi, kaynak ve form, üretim maliyetlerini arttırması zordur).
Zayıf işlenebilirlik: Titanyumun yüksek mukavemeti, düşük termal iletkenlik ve kesme aletlerini "saklama" eğilimi makineyi zorlaştırır. İşleme sırasında, ısı hızlı bir şekilde - iş parçası arayüzünde (titanyum ısıyı iyi dağıtmadığı için) hızlı bir şekilde birikir, bu da hızlı takım aşınmasına, daha yavaş kesme hızlarına ve daha yüksek işleme maliyetlerine yol açar. Özel araçlar (örneğin, keskin kenarları olan karbür ekleri) ve soğutucuların bunu azaltması gerekir.
Düşük aşınma direnci (kaplamadan): Titanyum yüzeyi, sertleştirilmiş çelik veya tungsten karbür gibi - dirençli metallere kıyasla nispeten yumuşaktır. Kayma veya aşındırıcı temas içeren uygulamalarda (örneğin, rulmanlar, dişliler), kaplanmamış titanyum hızlı bir şekilde aşınır ve bu da ömrünün azalmasına yol açar. Bunu ele almak için, aşınma direncini artırmak için genellikle yüzey işlemleri (örn. Plazma püskürtme, nitriding) gerektirir - maliyet ve karmaşık eklenir.
Sınırlı yüksek - sıcaklık performansı (~ 600 derece /1112 derece f): Daha önce de belirtildiği gibi, titanyum oksit tabakası 600 derecenin üzerinde bozulur, bu da oksidasyon ve potansiyel ateşlemeye yol açar. Bu, süper alaşımlara (örneğin, nikel {{6} tabanlı alaşımlar) dayanan jet motoru yanma odaları (sıcaklıkların 1000 derecesini aştığı) gibi yüksek - sıcaklık uygulamaları için yönetir.
Hidrojen kucaklamaya duyarlılık (belirli koşullarda): Titanyum, hidrojeni nem, asit veya hidrokarbonlar içeren ortamlardan emebilir (örn., Nemli elektrotlarla kaynak veya yüksek basınçta hidrojen gazına maruz kalma). Emilen hidrojen, metal içinde kırılgan hidrit fazları (TIH₂) oluşturur, sünekliği ve tokluğu azaltır ve özellikle stres altında ani kırılma riskini arttırır.
4 Titanyum baskı altında kırılacak mı?
Statik Basınç (Sıkıştırma Stresi): Titanyum yüksek basınç mukavemetine sahiptir - Örneğin, ticari olarak saf titanyum (derece 2) ~ 700 MPa'lık bir sıkıştırma akma mukavemeti vardır ve Ti-6al-4V (derece 5) gibi yüksek - mukavemet alaşımlarına sahiptir. Sıkıştırma akma mukavemetinin altındaki statik basınç altında, titanyum elastik olarak deforme olacaktır (basınç çıkarıldığında orijinal şekline geri dönecektir). Basınç basınç verim mukavemetini aşarsa, plastik olarak (kalıcı olarak) deforme olur. Baskı ötesine yükselmeye devam edersenihai basınç mukavemeti(tipik olarak nihai gerilme mukavemetinden biraz daha yüksek), titanyum - sıkıştırma altında kırılır (kırılır), ancak bu son derece yüksek basınç gerektirir (örneğin, on binlerce psi).
Dinamik basınç (darbe veya şok yükleme): Titanyum nispeten zordur (ani etki altında kırığa dirençlidir), ancak aşırı dinamik basınca maruz kalırsa (örneğin, - hız çarpışması, patlama) hala kırılabilir. Etkinin hızı ve kuvveti ile kırılma riski ve stresi yoğunlaştıran yüzey kusurlarının (çatlaklar, boşluklar) varlığı ile artar.
Aşındırıcı ortamlarda basınç: Agresif ortamlarda (örneğin, yüksek - HF ile basınç tuzlu suyu), basınç korozyon süreçlerini hızlandırabilir (örneğin, basınç ve kimyasal saldırının erken kırığa neden olmak için birleştiği stres korozyonu çatlaması). Sadece basınç Titanyum'un mekanik sınırlarının altında olsa bile, korozyon metali zamanla zayıflatabilir ve kırılmaya yol açabilir.
