Welche mechanischen Eigenschaften hat Titan?
1, Die Steifigkeit von unverfälschtem Titan beträgt 265 bis 353 MPa und die Elastizität allgemeiner Titanverbindungen beträgt 686 bis 1176 MPa, derzeit bis zu 1764 MPa. Titanverbindungen sind für viele Präparate im Wesentlichen Festigkeitsbereiche, die Festigkeit von Stahl ist jedoch im Vergleich zu Titanamalgamen weitaus unterdurchschnittlich.
2. Die Druckfestigkeit von Titan und Titanverbundwerkstoffen ist nicht unbedingt die Steifigkeit. Die Druckfestigkeit und die formbare Streckgrenze von modernem unverfälschtem Titan sind ungefähr gleich, während die Druckfestigkeit von Ti-6AI-4V und Ti-5AI-2.5Sn gleich ist geringfügig höher als die Elastizität.
3, Die Scherfestigkeit liegt typischerweise zwischen 60 % und 70 % der Zugfestigkeit. Die Druckstreckgrenze von Titan- und Titanverbundplatten beträgt etwa das 1,2- bis 2,0-fache der Steifigkeit.
4, Unter typischer Umgebungsluft beträgt die Festigkeit von Titan und Titanverbindungen nach der Handhabung und Temperierung eine Elastizität von 0,5 bis 0,65. Bei der Durchführung von 10 Millionen Festigkeitsprüfungen im geritzten Zustand (Kt=3.9) beträgt die höchste Festigkeit von vergütetem Ti-6AI-4V das 0,2-fache der Steifigkeit .
5. Der höchste Reinheitsgrad von industriellem Reintitan hat typischerweise eine Härte von weniger als 120 HB (Brinnell-Härte), während anderes industrielles Reintitan eine Härte zwischen 200 und 295 HB aufweist. Die Härte unverfälschter Titangussteile beträgt 200 bis 220 HB. Der Härtewert der Titanverbindung im verfestigten Zustand beträgt 32–38 HRC (Rockwell), was vergleichbar mit 298–349 HB ist. Die Härte der geplanten Ti-5Al-2.5Sn- und Ti-6AI-4V-Gussteile beträgt 320HB, und die Härte von Ti{{18 }}Al-4V-Gussteile sind 310HB.
6, Der duktile flexible Modul von modernem unverfälschtem Titan beträgt 105 ~ 109 GPa. Der formbare Elastizitätsmodul der meisten Titanamalgame im gehärteten Zustand beträgt 110–120 GPa. Der verformbare Vielseitigkeitsmodul der alt genug erstarrten Titanverbindung ist geringfügig höher als der im getemperten Zustand, und der Druckflexibilitätsmodul ist gleichwertig mit dem biegsamen Flexibilitätsmodul oder ausgeprägter als dieser. Der spezifische Elastizitätsmodul von Titanlegierungen ist nach Beryllium, Molybdän und einigen Hochtemperaturlegierungen mit dem von Aluminiumlegierungen vergleichbar.
7, Der Torsions- oder Schermodul von modernem unverfälschtem Titan beträgt 46 GPa, und der Schermodul von Titanamalgam beträgt 43 bis 51 GPa. Um die Festigkeit von Titankompositen zu verbessern, wirkt sich eine Vergrößerung des Lochgehalts ungünstig auf die Wirkungsbehinderung und Rissfestigkeit des Amalgams aus. Der Charpy-Kerbschlagzähigkeitswert von denaturiertem Industrietitan beträgt 1554 J/m2 und der Wert im Gusszustand liegt bei etwa 410 J/m2, abhängig von der Art und dem Zustand der Titanlegierung. Die Effektstärke von Titanverbundwerkstoffen beträgt im getemperten Zustand 13–25,8 J/㎡ und im Reifezustand ist sie geringfügig niedriger. Die Charpy-V-Score-Einflussstärke von Ti-5AI-2.5Sn im Gusszustand beträgt 10J/㎡ und die von Ti-6AI-4V beträgt 20~ 23J/㎡. Je geringer der Sauerstoffgehalt der Titanverbindung ist, desto höher ist dieser Wert.
8,Viele Titanverbindungen haben eine hohe Bruchfestigkeit, oder letztendlich bieten Titankombinationen einen hervorragenden Schutz vor Bruchentwicklung. Gehärtetes Ti-6AI-4V ist ein Material mit hervorragender Festigkeit. Wenn der Eindruckfixierungskoeffizient Kt=25,4 mm beträgt, beträgt das Verhältnis der Kerbelastizität zur ungekerbten Steifigkeit mehr als 1.
9,Titankombinationen können in jedem Fall mit spezifischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen mithalten. Moderne Titanverbindungen können ihre Eigenschaften bei einer Temperatur von 540 Grad zwar noch mithalten, müssen aber nur für kurze Zeit genutzt werden. Der Temperaturbereich, der über einen längeren Zeitraum genutzt werden kann, liegt zwischen 450 und 480 Grad. Für den Einsatz bei Temperaturen von 600 Grad wurden Titanlegierungen entwickelt. Titanlegierungen können als Raketenmaterial bei Temperaturen von 540 Grad für lange Zeit und 760 Grad für kurze Zeit verwendet werden. Die Hochtemperatureigenschaften einiger Titan-Verbundwerkstoffe werden gezeigt.
10,Selbst bei extrem niedrigen Temperaturen können Titan und seine Legierungen ihre ursprünglichen mechanischen Eigenschaften beibehalten. Mit abnehmender Temperatur nimmt die Festigkeit von Titan und Titanamalgamen immer weiter zu, die Vielseitigkeit nimmt jedoch immer mehr ab. Viele gehärtete Titanverbundwerkstoffe weisen außerdem eine ausreichende Formbarkeit und Rissfestigkeit bei - 195,5 Grad auf. Ti-5AI-2.5Sn hat einen unglaublich geringen Gehalt an interstitiellen Komponenten und kann bei - 252.7 Grad verwendet werden. Das Verhältnis der eingekerbten Steifigkeit zur ungekerbten Elastizität beträgt bei - 25,7 Grad 0,95~1,15.
Flüssiger Sauerstoff, flüssiger Wasserstoff und flüssiges Fluor sind bedeutende Ladungen für Raketen und Weltraumgeräte. Kryo-Strukturteile und kryogene Gasbehälter sind in hohem Maße auf Materialien mit Tieftemperatureigenschaften angewiesen. Wenn die Mikrostruktur gleichachsig ist und der Gehalt an interstitiellen Komponenten (Sauerstoff, Helium, Wasserstoff usw.) extrem gering ist, liegt die Vielseitigkeit von Titankomposit immer noch über 5 %. Bei -252.7 Grad haben die meisten Titanlegierungen eine schlechte Duktilität und Ti-6AI-4V hat eine Dehnung von 12 %.
