Mae aloi titaniwm yn cyfeirio at amrywiaeth o fetelau aloi wedi'u gwneud o ditaniwm a metelau eraill. Mae titaniwm yn fetel strwythurol pwysig a ddatblygwyd yn y 1950au. Mae gan aloi titaniwm gryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad da a gwrthiant gwres uchel. Yn y 1950au a'r 1960au, roedd y prif ffocws ar ddatblygu aloion titaniwm tymheredd uchel ar gyfer peiriannau awyrennau ac aloion titaniwm strwythurol ar gyfer cyrff awyrennau.
Datblygwyd nifer o aloion titaniwm sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn y 1970au. Ers y 1980au, mae aloion titaniwm sy'n gwrthsefyll cyrydiad ac aloion titaniwm cryfder uchel wedi'u datblygu ymhellach. Defnyddir aloion titaniwm yn bennaf i wneud rhannau cywasgydd injan awyrennau, ac yna rocedi, taflegrau a rhannau strwythurol awyrennau cyflym.
Mae titaniwm yn fath newydd o fetel. Mae ei briodweddau yn gysylltiedig â chynnwys amhuredd carbon, nitrogen, hydrogen, ocsigen, ac ati. Mae gan yr ïodid titaniwm puraf gynnwys amhuredd o ddim mwy na 0.1%, ond mae ei gryfder yn isel ac mae ei blastigrwydd yn uchel . Priodweddau titaniwm pur diwydiannol 99.5% yw: dwyseddρ =4.5g/cm 3 , pwynt toddi 1725 gradd , dargludedd thermolλ =15.24W/(mK), cryfder tynnol σb=539MPa, elongation δ=25%, crebachu adran ψ=25%, modwlws elastig E=1. 078×105MPa, caledwch HB195.
cryfder uchel
Tabl cymhariaeth perfformiad o nifer o ddeunyddiau metel
Mae dwysedd aloi titaniwm yn gyffredinol tua 4.51g / cm3, sef dim ond 60% o ddur. Mae rhai aloion titaniwm cryfder uchel yn fwy na chryfder llawer o ddur strwythurol aloi. Felly, mae cryfder penodol (cryfder / dwysedd) aloi titaniwm yn llawer mwy na chryfder deunyddiau strwythurol metel eraill, a gellir gwneud rhannau â chryfder uned uchel, anhyblygedd da a phwysau ysgafn. Mae cydrannau injan awyrennau, fframiau, crwyn, caewyr ac offer glanio i gyd yn defnyddio aloion titaniwm.
Cryfder thermol uchel
Mae'r tymheredd defnydd yn gannoedd o raddau yn uwch na thymheredd aloi alwminiwm. Gall barhau i gynnal y cryfder gofynnol ar dymheredd canolig a gall weithio am amser hir ar 450-500 gradd . Mae'r ddau fath hyn o aloion titaniwm yn dal i fod â chryfder penodol uchel yn yr ystod o 150 gradd i 500 gradd, tra bod cryfder penodol aloi alwminiwm yn gostwng yn sylweddol ar 150 gradd. Gall tymheredd gweithio aloi titaniwm gyrraedd 500 gradd, tra bod tymheredd aloi alwminiwm yn is na 200 gradd.
Gwrthiant cyrydiad da
Mae aloion titaniwm yn gweithio mewn awyrgylch llaith a dŵr môr, ac mae eu gwrthiant cyrydiad yn llawer gwell na dur di-staen. Maent yn arbennig o wrthsefyll pylu, cyrydiad asid, a chorydiad straen. Mae ganddynt wrthwynebiad cyrydiad rhagorol i alcali, clorid, sylweddau organig clorin, asid nitrig, asid sylffwrig, ac ati. Fodd bynnag, mae gan ditaniwm ymwrthedd cyrydiad gwael i leihau cyfryngau ocsigen a chromiwm halen.
Perfformiad tymheredd isel da
priodweddau mecanyddol ar dymheredd isel ac uwch-isel. Gall aloion titaniwm sydd â phriodweddau tymheredd isel da ac elfennau rhyng-ranol hynod o isel, megis TA7, barhau i gynnal plastigrwydd penodol ar -253 gradd. Felly, mae aloion titaniwm hefyd yn ddeunydd strwythurol tymheredd isel pwysig.
Gweithgaredd cemegol uchel
Cynhyrchion aloi titaniwm
Mae gan ditaniwm weithgaredd cemegol uchel ac mae'n adweithio'n gryf ag O 2 , N 2 , H 2 , CO, CO 2 , anwedd dŵr, amonia, ac ati yn yr atmosffer. Pan fo'r cynnwys carbon yn fwy na 0.2%, bydd TiC caled yn cael ei ffurfio yn yr aloi titaniwm; pan fydd y tymheredd yn uchel, bydd hefyd yn ffurfio haen wyneb caled TiN pan fydd yn adweithio â N; uwchlaw 600 gradd , mae titaniwm yn amsugno ocsigen i ffurfio haen wedi'i chaledu â chaledwch uchel; pan fydd y cynnwys hydrogen yn codi, bydd haen brau hefyd yn cael ei ffurfio. Gall yr haen wyneb caled a brau a gynhyrchir gan amsugno nwy gyrraedd dyfnder o 0.1 i 0.15 mm, ac mae gradd y caledu yn 20% i 30%. Mae gan ditaniwm hefyd affinedd cemegol uchel ac mae'n dueddol o adlyniad i'r wyneb ffrithiant.
Dargludedd thermol isel
defnydd
Mae gan aloi titaniwm gryfder uchel a dwysedd isel, priodweddau mecanyddol da, caledwch da a gwrthiant cyrydiad. Yn ogystal, mae gan aloi titaniwm berfformiad proses gwael, torri anodd, ac mae'n hawdd iawn amsugno amhureddau fel hydrogen, ocsigen, nitrogen a charbon yn ystod prosesu poeth. Mae ganddo hefyd wrthwynebiad gwisgo gwael a phroses gynhyrchu gymhleth. Dechreuodd cynhyrchu diwydiannol titaniwm ym 1948. Mae anghenion datblygiad y diwydiant hedfan wedi arwain at ddatblygiad y diwydiant titaniwm ar gyfradd twf blynyddol cyfartalog o tua 8%. Mae allbwn blynyddol deunyddiau prosesu aloi titaniwm yn y byd wedi cyrraedd mwy na 40,000 tunnell, ac mae bron i 30 o raddau aloi titaniwm. Yr aloion titaniwm a ddefnyddir amlaf yw Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) a thitaniwm pur diwydiannol (TA1, TA2 a TA3). Defnyddir aloion titaniwm yn bennaf i wneud rhannau cywasgydd injan awyrennau, ac yna rocedi, taflegrau a rhannau strwythurol awyrennau cyflym. Yn y canol, mae titaniwm a'i aloion wedi'u defnyddio mewn diwydiant cyffredinol i wneud electrodau ar gyfer y diwydiant electrolytig, cyddwysyddion ar gyfer gorsafoedd pŵer, gwresogyddion ar gyfer puro olew a dihalwyno dŵr môr, a dyfeisiau rheoli llygredd amgylcheddol. Mae titaniwm a'i aloion wedi dod yn ddeunydd strwythurol sy'n gwrthsefyll cyrydiad. Fe'i defnyddir hefyd i gynhyrchu deunyddiau storio hydrogen ac aloion cof siâp.
