钛的特性
1、密度小,比强度高
金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍,但比强度位于金属之首。
2、耐热性能好
通常铝在150℃,不锈钢在130℃即失去了原有性能,而新型钛合金可在600℃或更高的温度下仍保持良好的机械性能。当飞机速度达到音速的2.7倍时,飞机结构表面温度达230℃,铝合金和镁合金已不能使用,要改为钛合金。
钛的耐热性能好,它可以用于航空发动机、飞机后机身以及受发动机散热影响的部位。
3、耐低温性能好
钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,可把它用在液氮、液氧火箭发动机上,或在载人飞船上做超低温容器,贮箱等设备的理想材料。
4、抗阻尼性能强
金属钛受到机械振动、电振动后,与钢、铜金属相比,其自身振动衰减时间最长。利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等。
5、无磁性、无毒、钛及合金的特殊功能
钛是无磁性金属,在很大的磁场中也不会被磁化。无毒且与人体组织及血液有好的相溶性,所以被医疗界采用。
(1)记忆功能
TiNi合金在一定温度条件下,具有能够恢复它原来形状的本领。
(2)超导功能
NbTi合金在特定的低温度下,具有超导性。
(3)吸氢功能
TiFe合金具有大量吸氢气的本领,利用这一特征,可把氢安全的储存起来。
6、抗拉强度与其屈服强度接近
钛的这一性能说明了其屈强比(抗拉强度/屈服强度)高,表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大,使钛成型时的回弹能力大。
7、换热性能好
金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低,但由于钛优异的耐腐蚀性能,所以壁厚可以大大减薄,而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝减少了热阻,钛表面不结垢也可减少热阻,使钛的换热性能显著提高。
8、弹性模量低
钛的弹性模量在常温时为106.4GMPa,为钢的57%。
9、吸气性能
钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。