Pengantar Properti Paduan Titanium
Paduan titanium adalah kelas logam yang karakteristik kinerjanya dipengaruhi oleh adanya pengotor seperti karbon, nitrogen, hidrogen, dan oksigen. Bentuk titanium yang paling murni memiliki kandungan pengotor kurang dari 0,1%, sehingga menghasilkan plastisitas tinggi namun kekuatannya rendah. Titanium murni industri, dengan kemurnian 99,5%, menunjukkan sifat-sifat berikut: kepadatan (ρ) sebesar 4,5 g/cm3, titik leleh 1725 derajat, konduktivitas termal (λ) sebesar 15,24 W/(m·K), kekuatan tarik ( σb) sebesar 539 MPa, perpanjangan (δ) sebesar 25%, penyusutan penampang (ψ) sebesar 25%, modulus elastisitas (E) sebesar 1,078×105 MPa, dan kekerasan (HB) sebesar 195.
1. Kepadatan Rendah dan Kekuatan Tinggi: Paduan titanium berkekuatan tinggi biasanya memiliki kepadatan sekitar 4,5 g/cm3, yang hanya 60% dari baja. Titanium murni menunjukkan kekuatan yang sebanding dengan baja biasa, sementara paduan titanium berkekuatan tinggi tertentu melampaui kekuatan banyak baja struktural paduan. Akibatnya, paduan titanium memiliki kekuatan spesifik (rasio kekuatan/kepadatan) yang jauh lebih tinggi dibandingkan bahan struktur logam lainnya. Karakteristik ini memungkinkan produksi suku cadang dan komponen ringan dengan kekuatan, kekakuan, dan daya tahan unit yang tinggi. Paduan titanium dapat diaplikasikan pada komponen mesin, kerangka, kulit, pengencang, dan roda pendaratan.
2. Kekuatan Termal Tinggi: Paduan titanium dapat mempertahankan kekuatan yang dibutuhkan pada suhu tinggi, melebihi kemampuan paduan aluminium hingga beberapa ratus derajat Celcius. Antara 150 derajat dan 500 derajat, mereka mempertahankan kekuatan spesifiknya yang tinggi, sedangkan paduan aluminium mengalami penurunan kekuatan spesifik yang signifikan pada 150 derajat. Paduan titanium dapat beroperasi pada suhu hingga 500 derajat, sedangkan paduan aluminium dibatasi pada suhu di bawah 200 derajat.
3. Ketahanan Korosi Yang Sangat Baik: Paduan titanium menunjukkan ketahanan korosi yang unggul dibandingkan dengan baja tahan karat di atmosfer lembab dan lingkungan air laut. Mereka khususnya unggul dalam menahan korosi pitting, korosi asam, dan korosi tegangan. Selain itu, paduan titanium memiliki ketahanan yang luar biasa terhadap asam sulfat, asam nitrat, klorida, dan senyawa organik terklorinasi. Namun dalam kondisi penurunan oksigen dan garam kromium, titanium memiliki ketahanan korosi yang rendah.
4. Kinerja Suhu Rendah yang Baik: Paduan titanium mempertahankan sifat mekaniknya pada suhu rendah dan sangat rendah. Paduan titanium tertentu, seperti TA7, memiliki kinerja yang sangat baik pada suhu rendah dan mempertahankan plastisitasnya bahkan pada suhu -253 derajat . Oleh karena itu, paduan titanium adalah bahan struktural penting untuk aplikasi suhu rendah.
5. Reaktivitas Kimia: Titanium menunjukkan aktivitas kimia yang signifikan, mudah bereaksi dengan oksigen, nitrogen, hidrogen, karbon monoksida, karbon dioksida, uap air, dan gas amonia yang ada di atmosfer. TiC keras terbentuk dalam paduan titanium pada kandungan karbon lebih tinggi (lebih dari 0,2%). Ketika TiN berinteraksi dengan nitrogen pada suhu tinggi, lapisan permukaan yang keras akan terbentuk. Titanium menyerap oksigen di atas 600 derajat , menghasilkan pembentukan lapisan yang mengeras dengan kekerasan tinggi. Peningkatan kandungan hidrogen menyebabkan terbentuknya lapisan embrittlement. Kedalaman permukaan getas yang mengeras akibat serapan gas dapat mencapai 0.1-0.15 mm, dengan derajat pengerasan sebesar 20%-30%. Titanium juga menunjukkan afinitas kimia yang signifikan, mudah membentuk adhesi pada permukaan gesekan.
6. Konduktivitas Termal dan Modulus Elastis: Titanium memiliki konduktivitas termal yang rendah, kira-kira seperempat dari nikel, seperlima dari besi, dan seperempat dari aluminium. Konduktivitas termal berbagai paduan titanium kira-kira 50% lebih rendah dibandingkan dengan titanium murni. Karena paduan titanium memiliki modulus elastisitas sekitar setengah dari baja, maka paduan tersebut tidak terlalu kaku dan lebih rentan terhadap deformasi. Akibatnya, batang tipis dan komponen berdinding tipis harus dihindari karena permukaan pemotongan dan pemrosesan memiliki volume pantulan yang besar—kira-kira dua hingga tiga kali lipat dari baja tahan karat. Pantulan ini dapat menyebabkan gesekan, adhesi, dan keausan ikatan yang hebat pada permukaan pahat.
Paduan titanium terdiri dari titanium sebagai logam dasar, ditambah dengan elemen lainnya. Ada dua jenis struktur kristal titanium -titanium, yang menunjukkan struktur heksagonal rapat di bawah 882 derajat, dan -titanium, yang memiliki struktur kubik berpusat badan di atas 882 derajat.
Kontak:
Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menghubungi kami. Jam kerja: 08:30 hingga 17:30
Surel:zhangjixia@bjygti.com
