Prednosti i nedostaci materijala titanijuma

Prednosti i nedostaci materijala titanijuma

Materijali od legura titanijuma imaju odlična svojstva i široko se koriste u vazduhoplovstvu i drugim važnim oblastima i civilnim poljima, promocija i primena materijala od titanijuma i legura titanijuma je veoma važna. U istom polju primjene, trenutno se također koriste nehrđajući čelik, materijali od legura bakra i materijali od legura na bazi nikla. Međutim, materijali od legura titana su odlični materijali u smislu specifične čvrstoće, otpornosti na koroziju i otpornosti na visoke temperature. Istovremeno, materijali od legura titanijuma imaju apsolutne prednosti u primeni u odnosu na druge materijale u pogledu cene sirovine, proizvodnje sirovine, troškova obrade i obima obrade titanijuma.

1. Odlična svojstva titanijumskih legura

1.1 visoka specifična čvrstoća

Poređenje gustine i specifične čvrstoće između titanijuma i drugih metalnih materijala

Poređenje vlačne čvrstoće i čvrstoće tečenja između titana i drugih metala

1.2 Odlična otpornost na koroziju

Test korozije erozije velikom brzinom morske vode

1.3 nemagnetno

Nemagnetno svojstvo materijala od legure titana može poboljšati performanse opreme protiv magnetnih smetnji, povećati prikrivanje i osigurati da se može primijeniti na podmorničke i brodske školjke

1.4 Odlična biokompatibilnost i nizak modul elastičnosti

Poređenje modula elastičnosti titanijuma i drugih metalnih materijala

U poređenju sa nerđajućim čelikom i drugim materijalima, legura titanijuma ima nizak modul elastičnosti, odličnu biokompatibilnost i mogućnost oblikovanja. Poslednjih godina razvio se u idealan funkcionalni strukturni materijal za hirurške implantate. Sa napretkom nauke i tehnologije i produbljivanjem kliničke primene, medicinski uređaji se razvijaju ka dugotrajnim, multifunkcionalnim, laganim i jeftinim, tako da je legura titana najidealniji materijal.

1.5 visoka otpornost na udarce i zamor

Visoka otpornost na udar i zamor može poboljšati sposobnost opreme da se odupre statičkim i dinamičkim opterećenjima i sposobnost da se odupre periodičnom udaru morske vode.

2. Nedostaci i nedostaci primjene titana i legura titanijuma

2.1 slaba otpornost na habanje i niska površinska tvrdoća legure titana

Za dijelove s relativnim kretanjem, slaba otpornost na habanje i niska površinska tvrdoća legure titana postali su usko grlo koje ograničava primjenu. Površinska tvrdoća i otpornost na habanje mogu se poboljšati površinskim kaljenjem. Kao što su termalno raspršivanje, plazma nitriranje, taloženje parom, nitriranje u slanoj kupki i druge metode. Na primjer, korištenjem metode taloženja parom, debljina premaza dostiže 2~3um, tvrdoća je veća od 2000hv, a hrapavost površine Ra manja ili jednaka 0,8, što poboljšava tvrdoću i otpornost na habanje.

2.2 titanijumska legura ima dobru biokompatibilnost, a mikroorganizmi se lako pričvršćuju

Materijali od legure titana imaju dobru biokompatibilnost, netoksični su i bezopasni, što dovodi do lakog vezivanja mikroorganizama na visokoj temperaturi okoline. Mogu se koristiti premazi protiv prianjanja (antikorozivna boja, boja protiv obrastanja, itd.). Na primjer, čvrstoća prianjanja donjeg sloja može se povećati sa 5~6mpa na više od 10MPa nakon upotrebe nekih premaza protiv prianjanja.

2.3 Razlika potencijala između legure titana i drugih metala

Kada se legura titanijuma spaja sa drugim konstrukcijskim materijalima, prirodni potencijal korozije legure titanijuma u morskoj vodi je veći od potencijala svih uobičajeno korišćenih konstrukcijskih materijala, tako da su ostali konstrukcijski materijali skloni koroziji, što je problem koji treba uzeti u obzir pri izboru komponente legure titanijuma u građevinama na moru. Može se primijeniti izolacijska obrada, kao što je izolacijska boja premaza, anodna oksidacija, mikrolučna oksidacija ili premaz za taloženje parom. Na primjer, metoda mikrolučne oksidacije može stvoriti 10-20mm debeo oksidni film i poboljšati površinsku otpornost.