1. Geringe Dichte, hohe Festigkeit und hohe spezifische Festigkeit
Die Dichte von Titan beträgt 4,51 g/cm3, was 57 % der Dichte von Stahl entspricht. Titan ist weniger als doppelt so schwer wie Aluminium und dreimal so stark wie Aluminium. Die spezifische Festigkeit (Verhältnis von Festigkeit/Dichte) von Titanlegierungen ist die größte unter den häufig verwendeten Industrielegierungen, 3,5-mal so hoch wie die von Edelstahl, 1,3-mal so hoch wie die von Aluminiumlegierungen und 1,7-mal so hoch wie die von Magnesiumlegierungen. Daher ist es ein unverzichtbares Konstruktionsmaterial für die Luft- und Raumfahrtindustrie.
2. Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
Die Passivität von Titan hängt von der Anwesenheit eines Oxidfilms ab und seine Korrosionsbeständigkeit in oxidierenden Medien ist viel besser als in reduzierenden Medien. Titan ist korrosionsbeständig in einer Mischung aus starker Schwefelsäure-Salpetersäure oder Salzsäure-Salpetersäure oder sogar in Salzsäure, die freies Chlor enthält. Der schützende Oxidfilm von Titan bildet sich häufig, wenn das Metall mit Wasser in Berührung kommt, selbst bei einer kleinen Menge Wasser oder Wasserdampf.
3. Gute Hitzebeständigkeit
Normalerweise verliert Aluminium seine ursprünglichen Eigenschaften bei 150 Grad und Edelstahl verliert seine ursprünglichen Eigenschaften bei 310 Grad, während Titanlegierungen bei etwa 500 Grad noch gute mechanische Eigenschaften behalten.
4. Gute Leistung bei niedrigen Temperaturen
Die Festigkeit einiger Titanlegierungen (wie Ti-5AI-2.5SnELI) nimmt mit sinkender Temperatur zu. Sie weisen bei niedrigen Temperaturen immer noch eine gute Duktilität und Zähigkeit auf und eignen sich für den Einsatz bei ultraniedrigen Temperaturen. Sie können in Raketentriebwerken mit trockenem Flüssigwasserstoff und flüssigem Sauerstoff oder als Ultratieftemperaturbehälter in bemannten Raumfahrzeugen eingesetzt werden.
5. Niedriger Elastizitätsmodul
Der Elastizitätsmodul von Titan beträgt nur 55 % des Elastizitätsmoduls von Stahl. Bei Verwendung als Strukturmaterial ist der niedrige Elastizitätsmodul ein Nachteil. Bei Verwendung als medizinisches Implantatmaterial kann es jedoch besser an den Elastizitätsmodul menschlicher Knochen angepasst werden, wodurch die Passung zwischen Implantaten und menschlichem Gewebe verbessert wird.
6. Titan oxidiert bei hohen Temperaturen leicht
Titan hat eine starke Bindungskraft mit Wasserstoff und Sauerstoff, daher ist es wichtig, Oxidation und Wasserstoffabsorption zu verhindern. Titanschweißen sollte unter Argonschutz durchgeführt werden, um Verunreinigungen zu vermeiden. Titanrohre und dünne Platten sollten unter Vakuum wärmebehandelt werden, und die mikrooxidierende Atmosphäre sollte während der Wärmebehandlung von Titanschmiedestücken kontrolliert werden.
7. Geringer Dämpfungswiderstand
8. Drei besondere Eigenschaften
(1) Formgedächtnisfunktion
Es bezieht sich auf die Fähigkeit einer Ti-50%Ni(atomar)-Legierung, unter bestimmten Temperaturbedingungen ihre ursprüngliche Form wiederherzustellen. Dieses Material wird als Formgedächtnislegierung bezeichnet.
(2) Supraleitung
Es bezieht sich auf eine Niob-Titan-Legierung. Wenn die Temperatur auf nahezu den absoluten Nullpunkt fällt, verliert der Draht aus einer Niob-Titan-Legierung seinen Widerstand. Unabhängig davon, wie hoch der Strom ist, erwärmt sich der Draht nicht und es wird kein Energieverbrauch erzeugt. Es wird als supraleitendes Material bezeichnet.
(3) Wasserstoffspeicherfunktion
Es bezieht sich auf die Legierung Ti-50%Fe (atomar), die eine große Menge Wasserstoff aufnehmen kann. Durch die Nutzung dieser Eigenschaft von Ti-Fe kann Wasserstoff sicher gespeichert werden, d. h. für die Wasserstoffspeicherung sind nicht unbedingt Hochdruckgasflaschen aus Stahl erforderlich. Unter bestimmten Bedingungen kann Ti-Fe auch Wasserstoff freisetzen. Ti-Fe wird als Energiespeichermaterial bezeichnet.
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