Informe d’investigació integral sobre aliatges de titani i titani: característiques bàsiques, progrés de la investigació i reptes futurs

1 Propietats físiques i químiques bàsiques dels aliatges de titani i titani
El titani, com a metall de llum estratègic, ocupa una posició insubstituïble al camp industrial High - amb la seva excel·lent força específica (relació de força/densitat) i tot - Resistència a la corrosió del medi ambient. La densitat de titani és de només 4,51 g/cm³ (aproximadament el 57% d’acer), però la seva força equival a la de l’acer de força alta -, convertint -lo en la màxima resistència específica entre els materials metàl·lics. L’estructura de cristall del titani és Hexagonal Close - envasat (HCP, fase) per sota de 882 graus i cos - cúbic centrat (BCC, fase) per sobre de 882 graus. Aquesta característica de canvi de fase proporciona riques possibilitats per al disseny d’aliatges.

 

1.1 Adaptabilitat mecànica i ambiental Rendiment de temperatura alta i baixa: els aliatges de titani encara mantenen una bona resistència en el rang de 450 - 600 graus, com ara Ti - 6al-4V, que manté una resistència de rendiment de més de 500 mPa a 400 graus. El rendiment de baixa temperatura és encara més destacat. L’elongació de l’aliatge TA7 a -253 graus La temperatura d’hidrogen líquid és superior al 12%, cosa que el converteix en el material preferit per als contenidors de combustible criogènic aeroespacial. Mecanisme de resistència a la corrosió: una pel·lícula de passivació densa (gruix de 5-20 nm) es forma immediatament a la superfície del titani, fent que la seva taxa de corrosió a l'aigua de mar, clor-alcali i medis àcids inferiors a 0,001 mm/a. La seva resistència a la fissura de la corrosió de picot i tensió (SCC) és significativament millor que la de l’acer inoxidable, i es coneix com a "metall oceànic". Biocompatibilitat: la densitat de corrent autocorrosió del titani pur en líquids corporals simulats és tan baixa com 2,24 × 10⁻⁸ a/cm², i la manca d’alliberament d’ions metàl·lics el converteix en un material bàsic per a articulacions artificials i implants dentals.

 

1.2 Reptes de processament inherents Defectes de conductivitat tèrmica: la conductivitat tèrmica és de només 17 W/m · K (1/14 d’alumini), i la temperatura a la zona de tall és tan alta com més de 1000 graus, que accelera el desgast de l’eina. Alta activitat química: reacciona amb O, N i H a temperatures altes per generar una capa endurida de 50 - 200 μm, que requereix protecció de l’atmosfera inerta per al processament. Mòdul elàstic baix: aproximadament 110 GPa (1/2 d'acer), donant lloc a processament greu de processament i dificultat per controlar la precisió de formació de parts de paret fina.