Výhody a nevýhody titánového materiálu

Výhody a nevýhody titánového materiálu

Materiály z titánových zliatin majú vynikajúce vlastnosti a sú široko používané v letectve a iných dôležitých oblastiach a civilných oblastiach, propagácia a aplikácia materiálov z titánu a zliatin titánu je veľmi dôležitá. V rovnakej aplikačnej oblasti sa v súčasnosti používajú aj materiály z nehrdzavejúcej ocele, zliatiny medi a zliatiny na báze niklu. Materiály zo zliatiny titánu sú však vynikajúce materiály z hľadiska špecifickej pevnosti, odolnosti proti korózii a odolnosti voči vysokej teplote. Materiály zo zliatiny titánu majú zároveň absolútne aplikačné výhody v porovnaní s inými materiálmi, pokiaľ ide o cenu surovín, produkciu surovín, náklady na spracovanie a objem spracovania titánu.

1. Vynikajúce vlastnosti zliatin titánu

1.1 vysoká špecifická pevnosť

Porovnanie hustoty a špecifickej pevnosti titánu a iných kovových materiálov

Porovnanie pevnosti v ťahu a medze klzu medzi titánom a inými kovmi

1.2 Vynikajúca odolnosť proti korózii

Vysokorýchlostný test eróznej korózie v morskej vode

1,3 nemagnetické

Nemagnetická vlastnosť materiálu zliatiny titánu môže zlepšiť výkon zariadenia proti magnetickému rušeniu, zvýšiť utajenie a zabezpečiť, aby sa dal použiť na podmorské škrupiny a lodné škrupiny.

1.4 Vynikajúca biokompatibilita a nízky modul pružnosti

Porovnanie modulu pružnosti titánu a iných kovových materiálov

V porovnaní s nehrdzavejúcou oceľou a inými materiálmi má zliatina titánu nízky modul pružnosti, vynikajúcu biologickú kompatibilitu a tvarovateľnosť spracovania. V posledných rokoch sa vyvinul na ideálny funkčný konštrukčný materiál pre chirurgické implantáty. S pokrokom vedy a techniky a prehlbovaním klinickej aplikácie sa zdravotnícke pomôcky vyvíjajú smerom k dlhovekosti, multifunkčnosti, nízkej hmotnosti a nízkej cene, takže zliatina titánu je tým najideálnejším materiálom.

1,5 vysoká odolnosť proti nárazu a únave

Vysoká odolnosť proti nárazu a únave môže zlepšiť schopnosť zariadenia odolávať statickému a dynamickému zaťaženiu a schopnosť odolávať periodickým vplyvom morskej vody.

2. Nevýhody a nedostatky aplikácií titánu a titánových zliatin

2.1 zlá odolnosť proti opotrebeniu a nízka povrchová tvrdosť titánovej zliatiny

Pre diely s relatívnym pohybom sa slabá odolnosť proti opotrebovaniu a nízka povrchová tvrdosť titánovej zliatiny stali prekážkou obmedzujúcou aplikáciu. Povrchovú tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu možno zlepšiť povrchovým kalením. Ako je tepelné striekanie, plazmová nitridácia, naparovanie, nitridácia v soľnom kúpeli a iné metódy. Napríklad pri použití metódy naparovania dosiahne hrúbka povlaku 2~3 um, tvrdosť je väčšia ako 2000hv a drsnosť povrchu Ra je menšia alebo rovná 0,8, čo zlepšuje tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu.

Titánová zliatina 2.2 má dobrú biologickú kompatibilitu a mikroorganizmy sa ľahko pripájajú

Materiály zo zliatiny titánu majú dobrú biokompatibilitu, sú netoxické a neškodné, čo vedie k ľahkému uchyteniu mikroorganizmov pri vysokej teplote okolia. Môžu sa použiť antiadhézne nátery (antikorózna farba, antivegetačná farba atď.). Napríklad priľnavosť spodnej vrstvy sa môže zvýšiť z 5 ~ 6 mpa na viac ako 10 MPa po použití niektorých antiadhéznych povlakov.

2.3 Potenciálny rozdiel medzi zliatinou titánu a inými kovmi

Keď sa zliatina titánu spája s inými konštrukčnými materiálmi, prirodzený korózny potenciál zliatiny titánu v morskej vode je vyšší ako u všetkých bežne používaných konštrukčných materiálov, takže iné konštrukčné materiály sú náchylné na koróziu, čo je problém, ktorý treba zvážiť pri výbere komponenty zo zliatiny titánu v offshore štruktúrach. Môže sa použiť izolačná úprava, ako je náterová izolačná farba, anodická oxidácia, mikrooblúková oxidácia alebo nanášanie pár. Metóda mikrooblúkovej oxidácie môže napríklad vytvoriť 10-20 mm hrubý oxidový film a zlepšiť povrchový odpor.