Титанът е елемент с атомен номер 22 в периодичната таблица, четвъртият цикъл на елементите от подгрупата, тоест група IV B, в допълнение към титана има цирконий, хафний и техните общи характеристики са висока точка на топене, при стайна температура върху повърхността му, за да се образува стабилен оксиден филм.
Десет характеристики на титана
1.малка плътност, висока якост, голяма специфична якост
Плътността на титана е 4,51 g/cm3, което е 57% от стоманата, титанът е по-малко от два пъти по-тежък от алуминия, а здравината му е три пъти по-голяма от тази на алуминия. Специфичната якост (съотношение якост/плътност) на титановата сплав е най-голямата в обикновените индустриални сплави (вижте таблица 1), а специфичната якост на титановата сплав е 3,5 пъти по-голяма от тази на неръждаемата стомана, 1,3 пъти по-голяма от тази на алуминиевата сплав и 1,7 пъти тази на магнезиевата сплав, така че е основен структурен материал за космическата индустрия.
2. отлична устойчивост на корозия
Пасивността на титана зависи от наличието на оксиден филм и неговата устойчивост на корозия в окислителната среда е много по-добра, отколкото в редуциращата среда. Високите нива на корозия възникват в редуциращи среди. Титанът не е корозирал в някои корозивни среди, като морска вода, мокър хлор, хлоритни и хипохлоритни разтвори, азотна киселина, хромна киселина, метални хлориди, сулфиди и органични киселини. Въпреки това, в средата, която реагира с титан за получаване на водород (като солна киселина и сярна киселина), титанът обикновено има висока степен на корозия. Въпреки това, ако към киселината се добави малко количество окислител, върху повърхността на титана ще се образува пасивиращ филм. Следователно в сместа от силна сярна киселина - азотна киселина или солна киселина - азотна киселина и дори в солна киселина, съдържаща свободен хлор, титанът е устойчив на корозия. Защитният оксиден филм на титана често се образува, когато металът удари вода, дори при малки количества вода или водна пара. Ако титанът бъде изложен на силна окислителна среда, в която изобщо няма вода, ще настъпи бързо окисляване и ще възникнат бурни реакции и дори често ще възникне спонтанно запалване. Такива явления са възникнали при реакцията на титан с димяща азотна киселина, съдържаща излишък от азотен оксид, и титан със сух хлорен газ. Така че, за да се предотврати този вид реакция, трябва да има определен a
3. добра топлоустойчивост
Обикновено алуминий при 150 градуса C, неръждаема стомана при 310 градуса C, които губят първоначалните си свойства, докато титановата сплав при около 500 градуса C все още поддържа добри механични свойства. Когато скоростта на самолета достигне 2,7 пъти скоростта на звука, температурата на повърхността на конструкцията на самолета достига 230 градуса, алуминиевата сплав и магнезиевата сплав не могат да се използват, а титановата сплав може да отговори на изискванията. Титанът има добра устойчивост на топлина и се използва в диска и лопатката на компресора на авиационния двигател и обшивката на задната част на фюзелажа на самолета.
4.добра производителност при ниски температури
Якостта на някои титанови сплави (като Ti-5AI-2.5SnELI) се увеличава с понижаването на температурата, но пластичността не намалява много и все още има добра пластичност и издръжливост при ниски температури , който е подходящ за използване при ултраниски температури. Може да се използва в ракетни двигатели със сух течен водород и течен кислород или в пилотирани космически кораби като контейнери с ултра ниска температура и резервоари за съхранение.
5. Няма магнитно поле
Титанът е немагнитен, използва се в корпуса на подводницата, няма да причини експлозия на мина.
6. малка топлопроводимост
Топлопроводимостта на титана е малка, само 1/5 от стоманата, 1/13 от алуминия и 1/25 от медта. Лошата топлопроводимост е недостатък на титана, но в някои случаи тази характеристика на титана може да се използва.
7. Нисък модул на еластичност
Модулът на еластичност на титана е само 55% от този на стоманата, а ниският модул на еластичност е недостатък, когато се използва като конструктивен материал
8. якостта на опън и границата на провлачване са много близки
Якостта на опън на титановата сплав Ti-6AI-4V е 960MPa, а границата на провлачване е 892MPa, като разликата между двете е само 58MPa.
9. титанът лесно се окислява при високи температури
Титанът има силна свързваща сила с водорода и кислорода и трябва да се обърне внимание на предотвратяването на окисляване и абсорбция на водород. Заваряването на титан трябва да се извършва под защитата на аргон, за да се предотврати замърсяване. Титановата тръба и лист трябва да бъдат термично обработени под вакуум и микроокислителната атмосфера трябва да се контролира по време на термичната обработка на титанови изковки.
10. ниско ниво на затихване
С титан и други метални материали (мед, стомана), изработени от същата форма и размер на часовника, със същата сила, за да почукате всяка камбана, ще откриете, че часовникът, изработен от титан, трептящ звук продължава дълго време, тоест енергията дадено чрез почукване на часовника не е лесно да изчезне, така че казваме, че ефективността на затихване на титана е ниска.
Три специални функции на титана
1
Функция за памет на формата
Отнася се за Ti-50%Ni (атомна) сплав, която при определени температурни условия може да възстанови първоначалната си способност за форма, наречена този материал сплав с памет за формата.
2
Свръхпроводяща функция
Отнася се за Nb-Ti сплав, когато температурата падне близо до абсолютната нула, жицата, изработена от Nb-Ti сплав, ще загуби съпротивление, всеки голям ток през нея, жицата няма да се нагрява, няма консумация на енергия, Nb-Ti се нарича свръхпроводящ материал.
3
Функция за съхранение на водород
Отнася се за Ti-50%Fe (атомна) сплав, която има способността да абсорбира голямо количество водород. Използвайки тази характеристика на Ti-Fe, водородът може да се съхранява безопасно, тоест съхранението на водород не изисква непременно използване на стоманени бутилки с високо налягане. При определени условия водородът може да бъде освободен и от Ti-Fe, който се нарича материал за съхранение на енергия.