1. Μηχανικές ιδιότητες
Εμπορικά καθαρό τιτάνιο
Δύναμη: Έχει σχετικά χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό, η οποία αυξάνεται με τον βαθμό. Για παράδειγμα, η αντοχή σε εφελκυσμό του Βαθμού 1 είναι περίπου 240–370 MPa και αυτή του Βαθμού 4 μπορεί να φτάσει τα 480–620 MPa. Είναι ένα τυπικό υλικό μευψηλή ολκιμότητα και χαμηλή αντοχή.
Ελκιμότητα & Ανθεκτικότητα: Διαθέτει εξαιρετική επιμήκυνση (έως 20%–30%) και απόδοση ψυχρής-μορφοποίησης, επιτρέποντας την εύκολη επεξεργασία σε λεπτές πλάκες, σωλήνες και σύνθετα-εξαρτήματα χωρίς ρωγμές.
Αντοχή στην κόπωση: Η αντοχή του στην κόπωση είναι μέτρια και είναι επιρρεπής σε αστοχία κόπωσης κάτω από υψηλά-εναλλασσόμενα φορτία κύκλου.
Κράματα τιτανίου
Δύναμη: Στοιχεία κράματος όπως αλουμίνιο (Al), βανάδιο (V) και κασσίτερος (Sn) προστίθενται για να βελτιώσουν σημαντικά την αντοχή. Για παράδειγμα, η αντοχή σε εφελκυσμό του κοινού κράματος Ti-6Al-4V μπορεί να υπερβαίνει τα 860 MPa και αυτή των κραμάτων τιτανίου υψηλής αντοχής μπορεί να φτάσει τα 1200–1400 MPa, δείχνονταςυψηλή αντοχή και μέτρια ολκιμότητα.
Ελκιμότητα & Ανθεκτικότητα: Η επιμήκυνση των κραμάτων τιτανίου είναι γενικά μικρότερη από εκείνη του εμπορικά καθαρού τιτανίου (συνήθως 10%–15%). Ορισμένα κράματα υψηλής- αντοχής έχουν ακόμη και μειωμένη σκληρότητα και είναι επιρρεπή σε εύθραυστα σπασίματα σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Αντίσταση κόπωσης & ερπυσμού: Τα κράματα τιτανίου έχουν εξαιρετική αντοχή στην κόπωση και αντοχή σε ερπυσμό, ειδικά σε μεσαίες-έως-υψηλές θερμοκρασίες. Μπορούν να διατηρήσουν τη δομική σταθερότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα υπό εναλλασσόμενα φορτία και υψηλή{3}}καταπόνηση θερμοκρασίας, η οποία είναι πολύ ανώτερη από το εμπορικά καθαρό τιτάνιο.
2. Αντοχή στη διάβρωση
Εμπορικά καθαρό τιτάνιο
Έχειεξαιρετική γενική αντοχή στη διάβρωση. Η επιφάνειά του μπορεί να σχηματίσει ένα πυκνό, αυτοθεραπευόμενο παθητικό φιλμ διοξειδίου του τιτανίου (TiO2), το οποίο μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση των περισσότερων οργανικών οξέων, ανόργανων οξέων (εκτός από το πυκνό υδροφθορικό οξύ και το θερμό πυκνό θειικό οξύ), τα αλκάλια, τα διαλύματα αλάτων και τα ατμοσφαιρικά περιβάλλοντα.
Έχει καλή απόδοση σε σκληρά διαβρωτικά περιβάλλοντα όπως το θαλασσινό νερό, τα μέσα που περιέχουν χλώριο-και το υγρό αέριο χλώριο και χρησιμοποιείται ευρέως σε τομείς χημικής και θαλάσσιας μηχανικής.
Κράματα τιτανίου
Η αντοχή στη διάβρωση των κραμάτων τιτανίου είναιπου σχετίζονται με τον τύπο και το περιεχόμενο των στοιχείων κράματος. Για παράδειγμα, τα κράματα τιτανίου -τύπου (π.χ. Ti-5Al-2.5Sn) έχουν αντοχή στη διάβρωση κοντά σε αυτήν του εμπορικά καθαρού τιτανίου, ενώ τα κράματα τιτανίου τύπου ή + - (π.χ. Ti-6Al-4V) έχουν ελαφρώς μειωμένη αντοχή στη διάβρωση λόγω της προσθήκης βαναδίου.
Τα κράματα τιτανίου δεν είναι κατάλληλα για εξαιρετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα, όπως ισχυρά αναγωγικά οξέα και μέσα πλούσια σε ιόντα χλωρίου- σε υψηλές θερμοκρασίες, καθώς τα στοιχεία κράματος μπορεί να προκαλέσουν τοπική διάβρωση με κοιλότητες ή διακοκκώδη διάβρωση.
3. Θερμική σταθερότητα
Εμπορικά καθαρό τιτάνιο
Η θερμοκρασία μακροχρόνιας-υπηρεσίας του είναι σχετικά χαμηλή, γενικά δεν υπερβαίνει τους 315 βαθμούς . Όταν η θερμοκρασία υπερβεί αυτό το όριο, ο ρυθμός οξείδωσης επιταχύνεται και το επιφανειακό φιλμ οξειδίου χαλαρώνει, χάνοντας την προστατευτική του δράση.
Έχει εξαιρετική απόδοση σε χαμηλή-θερμοκρασία. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον βαθμό 1, μπορεί να διατηρήσει καλή σκληρότητα στους -253 βαθμούς χωρίς εύθραυστη θραύση, καθιστώντας το κατάλληλο για κρυογονικές εφαρμογές.
Κράματα τιτανίου
Έχει εξαιρετική σταθερότητα σε υψηλές{0}}θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, το Ti-6Al-4V μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα στους 400–500 βαθμούς και τα ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα τιτανίου (π.χ. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo) μπορούν να αντέξουν σε θερμοκρασίες πάνω από 600 βαθμούς.
Η απόδοση χαμηλής-θερμοκρασίας ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο κράματος. -τύπου τα κράματα τιτανίου έχουν καλή ανθεκτικότητα σε χαμηλή-θερμοκρασία, ενώ ορισμένα κράματα -τύπου ενδέχεται να παρουσιάσουν υποβάθμιση σκληρότητας σε εξαιρετικά-χαμηλές θερμοκρασίες.
4. Απόδοση επεξεργασίας
Εμπορικά καθαρό τιτάνιο
Ψυχρή Εργασία: Έχει εξαιρετική απόδοση ψυχρής-μορφοποίησης και μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία μέσω σφράγισης, κάμψης και σχεδίασης χωρίς ενδιάμεση ανόπτηση.
Συγκόλληση: Έχει καλή συγκολλησιμότητα και οι συγκολλημένες αρμοί έχουν υψηλή αντοχή και αντοχή στη διάβρωση, χωρίς αυστηρές απαιτήσεις για διαδικασίες συγκόλλησης.
μηχανική ικανότητα: Έχει κάποια μηχανική ικανότητα, αλλά είναι επιρρεπής στο να κολλάει στο εργαλείο κατά την επεξεργασία, απαιτώντας τη χρήση εργαλείων με υψηλή σκληρότητα και ψυκτικό.
Κράματα τιτανίου
Ψυχρή Εργασία: Τα περισσότερα κράματα τιτανίου έχουν κακή απόδοση ψυχρής-μορφοποίησης λόγω υψηλής αντοχής και χαμηλής ολκιμότητας και χρειάζονται ενδιάμεση επεξεργασία ανόπτησης για μείωση της σκληρότητας και βελτίωση της ολκιμότητας.
Συγκόλληση: Η συγκόλληση είναι πιο δύσκολη από αυτή του εμπορικά καθαρού τιτανίου. Τα στοιχεία κράματος είναι επιρρεπή σε οξείδωση και διαχωρισμό κατά τη συγκόλληση, οδηγώντας σε μειωμένη απόδοση της άρθρωσης, επομένως απαιτούνται αυστηρά προστατευτικά μέτρα (π.χ. θωράκιση αργού).
μηχανική ικανότητα: Έχει κακή μηχανική επεξεργασία, υψηλή αντοχή στην κοπή και έντονη φθορά του εργαλείου, που απαιτεί τη χρήση εξειδικευμένων διαδικασιών και εργαλείων κοπής.
