Voordelen en tekortkomingen van titaniummateriaal

Voordelen en tekortkomingen van titaniummateriaal

Materialen van titaniumlegeringen hebben uitstekende eigenschappen en worden veel gebruikt in de ruimtevaart en andere belangrijke velden en civiele gebieden, de promotie en toepassing van materialen van titanium en titaniumlegeringen is erg belangrijk. In hetzelfde toepassingsgebied worden tegenwoordig ook roestvrij staal, koperlegeringen en op nikkel gebaseerde legeringen gebruikt. Materialen van titaniumlegeringen zijn echter uitstekende materialen in termen van specifieke sterkte, corrosieweerstand en hoge temperatuurbestendigheid. Tegelijkertijd hebben materialen van titaniumlegering absolute toepassingsvoordelen in vergelijking met andere materialen in termen van grondstofprijs, grondstofoutput, verwerkingskosten en titaniumverwerkingsvolume.

1. Uitstekende eigenschappen van titaniumlegeringen

1.1 hoge specifieke sterkte

Vergelijking van dichtheid en specifieke sterkte tussen titanium en andere metalen materialen

Vergelijking van treksterkte en vloeigrens tussen titanium en andere metalen

1.2 Uitstekende corrosieweerstand

Zeewater erosiecorrosietest met hoge snelheid

1.3 niet-magnetisch

De niet-magnetische eigenschap van materiaal van titaniumlegering kan de antimagnetische interferentieprestaties van apparatuur verbeteren, de verhulling vergroten en ervoor zorgen dat het kan worden toegepast op onderzeese granaten en scheepsgranaten

1.4 Uitstekende biocompatibiliteit en lage elasticiteitsmodulus

Vergelijking van elasticiteitsmodulus van titanium en andere metalen materialen

In vergelijking met roestvrij staal en andere materialen heeft titaniumlegering een lage elasticiteitsmodulus, uitstekende biocompatibiliteit en verwerkingsvormbaarheid. Het heeft zich de afgelopen jaren ontwikkeld tot een ideaal functioneel constructiemateriaal voor chirurgische implantaten. Met de vooruitgang van wetenschap en technologie en de verdieping van klinische toepassingen, ontwikkelen medische apparaten zich tot een lange levensduur, multifunctioneel, lichtgewicht en goedkoop, dus titaniumlegering is het meest ideale materiaal.

1.5 hoge impact- en vermoeidheidsweerstand

Hoge impact- en vermoeidheidsweerstand kan het vermogen van de apparatuur verbeteren om weerstand te bieden aan statische en dynamische belastingen en het vermogen om weerstand te bieden aan de periodieke impact van zeewater.

2. Nadelen en tekortkomingen van toepassingen van titanium en titaniumlegeringen

2.1 slechte slijtvastheid en lage oppervlaktehardheid van titaniumlegering

Voor de onderdelen met relatieve beweging zijn de slechte slijtvastheid en de lage oppervlaktehardheid van de titaniumlegering het knelpunt geworden dat de toepassing beperkt. Oppervlaktehardheid en slijtvastheid kunnen worden verbeterd door oppervlakteharding. Zoals thermisch spuiten, plasmanitreren, dampafzetting, zoutbadnitreren en andere methoden. Als u bijvoorbeeld een opdampmethode gebruikt, bereikt de laagdikte 2~3um, is de hardheid groter dan 2{3}}00hv en is de oppervlakteruwheid Ra kleiner dan of gelijk aan 0,8, wat de hardheid en slijtvastheid verbetert.

2.2 titaniumlegering heeft een goede biocompatibiliteit en micro-organismen zijn gemakkelijk te hechten

Materialen van titaniumlegeringen hebben een goede biocompatibiliteit, zijn niet giftig en onschadelijk, wat leidt tot de gemakkelijke hechting van micro-organismen bij hoge omgevingstemperaturen. Antihechtingscoatings (roestwerende verf, aangroeiwerende verf, enz.) kunnen worden gebruikt. De hechtingssterkte van de onderste laag kan bijvoorbeeld worden verhoogd van 5~6mpa tot meer dan 10MPa nadat enkele anti-adhesiecoatings zijn gebruikt.

2.3 Potentieel verschil tussen titaniumlegering en andere metalen

Wanneer titaniumlegering wordt gekoppeld aan andere structurele materialen, is het natuurlijke corrosiepotentieel van titaniumlegering in zeewater hoger dan dat van alle algemeen gebruikte structurele materialen, dus andere structurele materialen zijn vatbaar voor corrosie, wat een probleem is waarmee rekening moet worden gehouden bij de selectie van onderdelen van titaniumlegeringen in offshore constructies. Isolatiebehandeling kan worden toegepast, zoals het coaten van isolatieverf, anodische oxidatie, microboogoxidatie of dampafzettingscoating. De microboogoxidatiemethode kan bijvoorbeeld een 10-20mm dikke oxidefilm genereren en de oppervlakteweerstand verbeteren.