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チタン合金の性能

Oct 12, 2021

チタンは新しいタイプの金属です。 チタンの性能は、炭素、窒素、水素、酸素などの不純物の含有量に関係しています。 最も純粋なヨウ化チタンの不純物含有量は0.1%以下ですが、強度が低く、可塑性が高くなっています。 99.5%の工業用純チタンの特性は、密度ρ= 4.5g / cm3、融点1725℃、熱伝導率λ= 15.24W /(mK)、引張強度σb= 539MPa、伸びδ= 25%、断面収縮です。率ψ= 25%、弾性率E=1.078×105MPa、密度HB195。

高強度

チタン合金の密度は一般に約4.51g / cm3で、鋼の60%にすぎません。 一部の高強度チタン合金は、多くの合金構造用鋼の強度を超えています。 そのため、チタン合金の比強度(強度・密度)は他の金属構造材料よりもはるかに大きく、単位強度が高く、剛性が高く、軽量な部品を製造することができます。 航空機'のエンジンコンポーネント、スケルトン、スキン、ファスナー、着陸装置はすべてチタン合金を使用しています。

高い熱強度

使用温度はアルミニウム合金より数百度高くなっています。 それでも中温で必要な強度を維持することができます。 450〜500℃の温度で長時間使用できます。 この2種類のチタン合金は、150℃〜500℃の範囲でまだ非常に高いです。 アルミニウム合金の比強度は150°Cで大幅に低下しますが、比強度。 チタン合金の作動温度は500℃に達する可能性がありますが、アルミニウム合金の作動温度は200℃未満です。

優れた耐食性

チタン合金は湿った雰囲気と海水媒体で機能し、その耐食性はステンレス鋼よりもはるかに優れています。 孔食、酸腐食、および応力腐食に対して特に耐性があります。 アルカリ、塩化物、塩素系有機物、硝酸、硫酸に耐性があり、耐食性に優れています。 ただし、チタンは、酸素およびクロム塩媒体の還元に対する耐食性が劣っています。

良好な低温性能

チタン合金は、低温および超低温でも機械的特性を維持できます。 TA7などの優れた低温性能と非常に低い侵入型元素を備えたチタン合金は、-253°Cである程度の可塑性を維持できます。 したがって、チタン合金も重要な低温構造材料です。

高い化学活性

チタンは化学活性が高く、大気中のO2、N2、H2、CO、CO2、水蒸気、アンモニアなどと強い化学反応を起こします。 炭素含有量が0.2%を超えると、チタン合金に硬質TiCが形成されます。 温度が高くなると、Nと相互作用するときにTiNの硬い表面層も形成されます。 温度が600℃を超えると、チタンは酸素を吸収して高硬度の硬化層を形成します。 水素含有量が増加すると、脆化層も形成されます。 ガスを吸収することによって生成される硬くて脆い表面層の深さは0.1〜0.15 mmに達する可能性があり、硬化度は20%〜30%です。 チタンは化学親和力も高く、摩擦面に付着しやすいです。

熱伝導率が小さい

チタンの熱伝導率λ= 15.24W /(m・K)は、ニッケルの約1/4、鉄の1/5、アルミニウムの1/14です。 さまざまなチタン合金の熱伝導率は、チタンの熱伝導率よりも約50低くなっています。 %。 チタン合金の弾性率は鋼の約1/2であるため、剛性が低く、変形しやすい。 細い棒や薄肉の部品を作るのには適していません。 切削時の加工面のスプリングバックは非常に大きく、ステンレス鋼の約2〜3個です。 時間、ツールの側面に激しい摩擦、接着、および接着摩耗を引き起こします。


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