Výhody a nevýhody titanového materiálu

Výhody a nevýhody titanového materiálu

Materiály ze slitin titanu mají vynikající vlastnosti a jsou široce používány v letectví a dalších důležitých oblastech a civilních oblastech, propagace a aplikace materiálů z titanu a slitin titanu je velmi důležitá. Ve stejné oblasti použití se v současné době používá také nerezová ocel, materiály ze slitin mědi a slitiny na bázi niklu. Materiály ze slitiny titanu jsou však vynikající materiály z hlediska specifické pevnosti, odolnosti proti korozi a vysoké teplotní odolnosti. Materiály ze slitiny titanu mají zároveň absolutní aplikační výhody ve srovnání s jinými materiály, pokud jde o cenu suroviny, produkci suroviny, náklady na zpracování a objem zpracování titanu.

1. Vynikající vlastnosti slitin titanu

1.1 vysoká měrná pevnost

Porovnání hustoty a měrné pevnosti mezi titanem a jinými kovovými materiály

Porovnání pevnosti v tahu a meze kluzu mezi titanem a jinými kovy

1.2 Vynikající odolnost proti korozi

Vysokorychlostní test erozní koroze v mořské vodě

1,3 nemagnetické

Nemagnetická vlastnost materiálu z titanové slitiny může zlepšit výkon zařízení proti magnetickému rušení, zvýšit utajení a zajistit, že jej lze aplikovat na podmořské granáty a lodní granáty.

1.4 Vynikající biokompatibilita a nízký modul pružnosti

Porovnání modulu pružnosti titanu a jiných kovových materiálů

Ve srovnání s nerezovou ocelí a jinými materiály má slitina titanu nízký modul pružnosti, vynikající biokompatibilitu a zpracovatelnost. V posledních letech se vyvinul v ideální funkční konstrukční materiál pro chirurgické implantáty. S pokrokem vědy a techniky a prohlubováním klinických aplikací se zdravotnické prostředky vyvíjejí směrem k dlouhodobé životnosti, multifunkčním, lehkým a levným, takže slitina titanu je tím nejideálnějším materiálem.

1,5 vysoká odolnost proti nárazu a únavě

Vysoká odolnost proti nárazu a únavě může zlepšit schopnost zařízení odolávat statickému a dynamickému zatížení a schopnost odolávat pravidelnému nárazu mořské vody.

2. Nevýhody a nedostatky aplikací titanu a titanových slitin

2.1 špatná odolnost proti opotřebení a nízká povrchová tvrdost titanové slitiny

U dílů s relativním pohybem se slabá odolnost proti opotřebení a nízká povrchová tvrdost titanové slitiny staly úzkým hrdlem omezujícím aplikaci. Povrchovou tvrdost a odolnost proti opotřebení lze zlepšit povrchovým kalením. Jako je tepelné stříkání, plazmová nitridace, napařování, nitridace v solné lázni a další metody. Například při použití metody napařování dosáhne tloušťka povlaku 2~3um, tvrdost je větší než 2000hv a drsnost povrchu Ra je menší nebo rovna 0,8, což zlepšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení.

Titanová slitina 2.2 má dobrou biologickou kompatibilitu a mikroorganismy se snadno připevňují

Materiály z titanové slitiny mají dobrou biokompatibilitu, jsou netoxické a neškodné, což vede ke snadnému uchycení mikroorganismů při vysoké okolní teplotě. Lze použít antiadhezní nátěry (antikorozní nátěr, antivegetativní nátěr atd.). Například adhezní pevnost spodní vrstvy může být zvýšena z 5~6 mpa na více než 10 MPa po použití některých antiadhezních povlaků.

2.3 Potenciální rozdíl mezi slitinou titanu a jinými kovy

Když je titanová slitina spojena s jinými konstrukčními materiály, přirozený korozní potenciál titanové slitiny v mořské vodě je vyšší než u všech běžně používaných konstrukčních materiálů, takže jiné konstrukční materiály jsou náchylné ke korozi, což je problém, který je třeba vzít v úvahu při výběru komponenty ze slitin titanu v offshore strukturách. Lze použít izolační úpravu, jako je povlaková izolační barva, anodická oxidace, mikrooblouková oxidace nebo povlak napařování. Například metoda mikroobloukové oxidace může vytvořit 10-20mm silný oxidový film a zlepšit povrchový odpor.