Prednosti in slabosti titanovega materiala

Prednosti in slabosti titanovega materiala

Materiali iz titanove zlitine imajo odlične lastnosti in se pogosto uporabljajo v letalstvu in na drugih pomembnih področjih ter civilnih področjih, promocija in uporaba materialov iz titana in titanovih zlitin je zelo pomembna. Na istem področju uporabe se trenutno uporabljajo tudi materiali iz nerjavečega jekla, bakrovih zlitin in zlitin na osnovi niklja. Vendar pa so materiali iz titanove zlitine odlični materiali v smislu specifične trdnosti, odpornosti proti koroziji in odpornosti na visoke temperature. Hkrati imajo materiali iz titanovih zlitin absolutne prednosti uporabe v primerjavi z drugimi materiali v smislu cene surovin, proizvodnje surovin, stroškov predelave in obsega predelave titana.

1. Odlične lastnosti titanovih zlitin

1.1 visoka specifična trdnost

Primerjava gostote in specifične trdnosti med titanom in drugimi kovinskimi materiali

Primerjava natezne trdnosti in meje tečenja med titanom in drugimi kovinami

1.2 Odlična odpornost proti koroziji

Preskus korozijske erozije pri visoki hitrosti z morsko vodo

1.3 nemagnetno

Nemagnetne lastnosti materiala iz titanove zlitine lahko izboljšajo delovanje opreme proti magnetnim motnjam, povečajo prikritost in zagotovijo, da se lahko nanese na lupine podmornic in ladij

1.4 Odlična biokompatibilnost in nizek modul elastičnosti

Primerjava modula elastičnosti titana in drugih kovinskih materialov

V primerjavi z nerjavnim jeklom in drugimi materiali ima titanova zlitina nizek modul elastičnosti, odlično biokompatibilnost in sposobnost oblikovanja. V zadnjih letih se je razvil v idealen funkcionalni strukturni material za kirurške vsadke. Z napredkom znanosti in tehnologije ter poglabljanjem klinične uporabe se medicinski pripomočki razvijajo v smeri dolge življenjske dobe, večnamenskih, lahkih in poceni, zato je titanova zlitina najbolj idealen material.

1,5 visoka odpornost na udarce in utrujenost

Visoka odpornost na udarce in utrujenost lahko izboljša sposobnost opreme, da se upre statičnim in dinamičnim obremenitvam ter sposobnost, da se upre občasnim udarcem morske vode.

2. Slabosti in pomanjkljivosti uporabe titana in titanovih zlitin

2.1 slaba odpornost proti obrabi in nizka površinska trdota titanove zlitine

Za dele z relativnim gibanjem sta slaba odpornost proti obrabi in nizka površinska trdota titanove zlitine postali ozko grlo, ki omejuje uporabo. Trdoto površine in odpornost proti obrabi je mogoče izboljšati s površinskim utrjevanjem. Kot so termično brizganje, plazemsko nitriranje, nanašanje s paro, nitriranje v solni kopeli in druge metode. Na primer, z uporabo metode parnega nanašanja debelina prevleke doseže 2~3 um, trdota je večja od 2000hv, površinska hrapavost Ra pa manjša ali enaka 0,8, kar izboljša trdoto in odpornost proti obrabi.

2.2 titanova zlitina ima dobro biokompatibilnost in mikroorganizme je enostavno pritrditi

Materiali iz titanove zlitine imajo dobro biokompatibilnost, niso strupeni in neškodljivi, kar vodi do enostavne pritrditve mikroorganizmov pri visoki temperaturi okolja. Lahko se uporabijo premazi proti sprijemanju (protikorozivna barva, barva proti obraščanju itd.). Na primer, trdnost oprijema spodnjega sloja se lahko poveča s 5 ~ 6 mpa na več kot 10 MPa po uporabi nekaterih premazov proti sprijemanju.

2.3 Potencialna razlika med titanovo zlitino in drugimi kovinami

Ko je titanova zlitina združena z drugimi konstrukcijskimi materiali, je naravni korozijski potencial titanove zlitine v morski vodi večji kot pri vseh običajno uporabljenih strukturnih materialih, zato so drugi strukturni materiali nagnjeni k koroziji, kar je problem, ki ga je treba upoštevati pri izbiri komponente iz titanove zlitine v strukturah na morju. Izolacijska obdelava se lahko sprejme, kot je prevleka z izolacijsko barvo, anodna oksidacija, mikroobločna oksidacija ali prevleka z nanašanjem s paro. Na primer, metoda oksidacije z mikrolokom lahko ustvari 10-20 mm debel oksidni film in izboljša površinsko upornost.