ASTM -cijfers van titaniumlegeringen
De American Society for Testing and Materials (ASTM) heeft verschillende cijfers van titaniumlegeringen. ASTM Grade 1 is bijvoorbeeld een lage, hoge, hoge - titaniumlegering met hoge ductiliteit die voornamelijk wordt gebruikt in toepassingen waar de vormbaarheid cruciaal is. ASTM Grade 5, ook bekend als Ti - 6 Al - 4 V, is een van de meest gebruikte titaniumlegeringen, die een goede combinatie van kracht, taaiheid en corrosieweerstand biedt.
Mechanische eigenschappen van titaniumlegeringen
Hoge sterkte - tot - gewichtsverhouding: Titaniumlegeringen hebben een veel hogere sterkte - tot - gewichtsverhouding dan veel gemeenschappelijke metalen zoals staal en aluminium. Bijvoorbeeld, Ti - 6 Al - 4 V heeft een treksterkte van ongeveer 900 - 1100 MPa, terwijl de dichtheid slechts ongeveer 4,5 g\/cm³ is, veel lager dan die van staal.
Goede taaiheid: Ze kunnen hoge energie -effecten weerstaan en een goede fractuurstuwheid hebben, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen in harde omgevingen.
Hoge temperatuurweerstand: Sommige titaniumlegeringen kunnen goede mechanische eigenschappen bijhouden bij verhoogde temperaturen. Bepaalde legeringen worden bijvoorbeeld gebruikt in vliegtuigmotoren waar ze kunnen werken bij temperaturen tot 500 - 600 graad.
Chemische samenstelling van titaniumlegeringen
Het basiselement is titanium (TI). Gemeenschappelijke legeringselementen omvatten aluminium (AL), vanadium (V), ijzer (Fe), molybdeen (MO) en zirkonium (ZR). In ti - 6 Al - 4 V verbetert aluminium de sterkte en corrosieweerstand en vanadium verbetert de taaiheid en biedt een gewenste microstructuur.
Toepassingen van titaniumlegeringen
Ruimtevaartindustrie: Ze worden veel gebruikt in vliegtuigstructuren, motoren en landingsgestel vanwege hun hoge sterkte - tot - gewichtsverhouding en goede corrosieweerstand. De Boeing 787 gebruikt bijvoorbeeld een aanzienlijke hoeveelheid titaniumlegeringen in zijn casco.
Medisch veld: Titaniumlegeringen zijn biocompatibel, dus ze worden gebruikt voor implantaten zoals heup- en knievervangingen, tandheelkundige implantaten en chirurgische instrumenten.
Mariene industrie: Hun uitstekende corrosieweerstand in zeewater maakt ze geschikt voor scheepsbouw, vooral in componenten die worden blootgesteld aan het mariene milieu, zoals propellers en zeewaterleidingen.
Chemische industrie: Gebruikt in reactoren, warmtewisselaars en leidingsystemen om corrosieve chemicaliën te verwerken.
Voordelen van titaniumlegeringen
Corrosieweerstand: Titaniumlegeringen hebben een uitstekende weerstand tegen corrosie in veel omgevingen, waaronder zeewater, zuren en alkalis. Dit komt door de vorming van een dunne, stabiele oxidelaag op het oppervlak.
Biocompatibiliteit: Zoals gezegd zijn ze goed - getolereerd door het menselijk lichaam, waardoor ze ideaal zijn voor medische toepassingen.
Hoge temperatuurprestaties: Ze kunnen hun mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen beter behouden dan veel andere legeringen, waardoor het gebruik ervan in hoge temperatuurtoepassingen mogelijk wordt.
Lage thermische expansie: Titaniumlegeringen hebben een relatief lage coëfficiënt van thermische expansie, wat betekent dat ze minder dimensionale verandering ondergaan met temperatuurvariaties, belangrijk in precisietoepassingen.
