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Proprietà del titanio

Proprietà del titanio

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  metallo

TITAN (DE)

Il titanio è un metallo argentato solido e resistente, caratterizzato da un'elevata resistenza alla corrosione e dalla capacità di resistere al riscaldamento ad alte temperature. La combinazione di queste caratteristiche rende il materiale di rotolamento del titanio un materiale strategicamente importante e indispensabile nella produzione di missili negli aeromobili e nelle costruzioni navali, nell'industria automobilistica e nel settore dei trasporti.

Proprietà del titanio e del titanio laminato

A causa del punto di fusione (da 1665 ° C a 1671 ° C), il titanio è considerato un metallo refrattario. Tuttavia, il punto di fusione è più elevato per tantalio, tungsteno, zirconio e molibdeno. Non è magnetizzato in un campo magnetico, cioè questo elemento ha proprietà paramagnetiche.

Il titanio è quattro volte più duro del rame e del ferro, oltre dieci volte più duro dell'alluminio. Ciò dimostra la forza del metallo, la sua capacità di resistere a deformazioni e distruzioni. E un aumento della resistenza allo snervamento porta ad un aumento della resistenza dell'attrezzatura in titanio ai carichi. Anche la resistenza alla corrosione dei prodotti laminati in titanio è eccezionale. Il platino non è inferiore qui. È molto resistente alla cavitazione. Vale a dire: le bolle d'aria che si verificano a causa del movimento attivo delle parti in titanio nel fluido di lavoro non le distruggono.

Titan ha un'alta resistenza (140 kg / mm²). È paragonabile a quello degli acciai legati. In termini di densità, il titanio con un indicatore di 4,5 g / cm³ si trova nello spazio tra 2,7 g / cm³ di alluminio e 7,8 g / cm³ di ferro, ma supera significativamente questi nelle sue proprietà meccaniche. Densità, forza quasi non cambiano con un significativo aumento della temperatura.

Titano ha un'interessante qualità chiamata "memoria". È il fatto che nelle leghe con nichel, idrogeno, ecc. Può "ricordare" la configurazione della parte realizzata ad una certa temperatura. Dopo essere stata deformata, la parte cambia e può rimanere in questa forma per lungo tempo, ma quando viene riscaldata (alla temperatura della fabbricazione originale), ripristina la sua forma originale.

Il titanio, che viene laminato, conduce male il calore e l'elettricità a causa della sua bassa espansione lineare e conduttività termica. Nell'intervallo di bassa temperatura, tuttavia, può trasferire energia su lunghe distanze, ovvero è un superconduttore. Titan ha anche un elevato coefficiente di resistenza elettrica. Il metallo ha proprietà anticorrosive migliorate. Dal momento che è un chem attivo. Elemento, un film di ossido si forma sulla sua superficie. Protegge il metallo da ulteriori esposizioni all'aria, all'acqua e agli ambienti di lavoro aggressivi (incluso acido nitrico diluito e concentrato).

L'interazione con acido solforico e cloridrico a una temperatura di circa 20 ° C è debole, ma aumenta con l'aumentare della temperatura. Il risultato sono cloruri e solfati. La reazione con acido fosforico e nitrico è debole. Titano reagisce con gli alogeni. L'interazione con il cloro si verifica a temperature superiori a 300 ° C. Quando si interagisce con l'azoto, sulla superficie metallica si forma un film di nitrato marrone-giallo. Le reazioni del titanio con vari elementi sono più attive quanto più alta è la temperatura dei reagenti. L'accensione del titanio è osservata a 1200 ° C. Quando acceso, si illumina intensamente.

La reazione con l'idrogeno, che si verifica a temperature superiori a 20 ° C, porta ad un assorbimento attivo dell'idrogeno. Inoltre, un grammo di metallo può assorbire fino a 400 cm³ di idrogeno. Il metallo può essere lavorato caldo e freddo. Può essere disegnato in un filo, arrotolato in un nastro o in una pellicola e steso fino a 0,01 mm sotto forma di una pellicola.

Proprietà fisiche del titanio:

  • Stato normale: fisso
  • Colore: bianco argento
  • Punto di fusione: 1720 ° C.
  • Volume molare: 10.64.10-6 m³ / mol
  • Densità: 4.507 g / cm³
  • Conducibilità: 2.34.106Sm / m
  • Conducibilità termica: 21,9 W / (mK)
  • Coefficiente dilatazione termica: 8.5.10-6 / ° C.

Vantaggi e svantaggi

vantaggi:

  •      Una bassa densità (4500 kg / m3) aiuta a ridurre la massa dei prodotti fabbricati.
  •      elevata resistenza meccanica. Va notato che le leghe di titanio hanno una resistenza superiore all'alluminio e al magnesio a temperature elevate (250-500 ° C);
  •      resistenza alla corrosione insolitamente elevata dovuta alla capacità di Ti di formare sottili pellicole di ossido TiO2 continue (5-15 μm) sulla superficie che sono fortemente legate alla massa metallica;
  •       La resistenza specifica (rapporto tra resistenza e densità) delle migliori leghe di titanio raggiunge i 30-35 o più, che è quasi il doppio della resistenza specifica degli acciai legati.

       Svantaggio:

  • T i è molto più costoso di ferro, alluminio, rame e magnesio grazie ai suoi costi di produzione elevati.
  •         interazione attiva ad alte temperature, specialmente allo stato liquido, con tutti i gas che compongono l'atmosfera, il che significa che Ti e le sue leghe possono essere fusi solo in un vuoto o gas inerte;
  •          Difficoltà nella produzione di rifiuti di titanio;
  •          scarse proprietà antifrizione dovute all'adesione del Ti a molti materiali; Il titanio accoppiato con il titanio non può agire per attrito;
  •           alta tendenza del Ti e di molte sue leghe verso l'infragilimento da idrogeno e la corrosione da sale;
  •           scarsa lavorabilità al taglio simile alla lavorabilità degli acciai inossidabili austenitici;
  •           Un'elevata attività chimica, una tendenza alla crescita del grano ad alte temperature e cambiamenti di fase durante il ciclo di saldatura causano difficoltà durante la saldatura del titanio.

I più popolari tipi di prodotti laminati in titanio sul moderno    Mercato della laminazione di metalli:

  •          Nastro di titanio;
  •          Piastre di titanio;
  •          Tubi di titanio;
  •          Forgiati in titanio;
  •          Filo di titanio;
  •          Canne in titanio.

Vengono utilizzati quattro tipi di titanio commercialmente puro (1/2/3/4) quando sono richieste buone proprietà di forgiatura, combinate con eccellente resistenza alla corrosione, media resistenza e buona saldabilità. Inclusioni limitate - ferro, ossigeno e azoto - e i loro diversi livelli determinano le proprietà meccaniche del marchio, da più morbido e forgiato (grado 1) a più duro e più forte (grado 4).

Il titanio di grado 1 ha la migliore formabilità e formabilità di quattro tipi e un'eccellente resistenza alla corrosione in ambienti acidi o in presenza di cloruri. Questo marchio ha una buona resistenza anche a basse temperature e può essere facilmente saldato, lavorato, deformato a basse o alte temperature.

Titan Grade 2 è molto popolare grazie alla sua vasta gamma di applicazioni e all'elevata disponibilità. Ha le stesse proprietà del Titanium Grade - 1, ma le proprietà meccaniche sono molto più elevate. La resistenza alla corrosione è approssimativamente la stessa.
Questo acciaio ha una buona saldabilità, resistenza e duttilità nonché una buona formabilità. I prodotti più popolari di questo acciaio sono lamiere e barre.

Titan Grado 3 è caratterizzato da una maggiore resistenza e moderata duttilità. Il materiale è facile da saldare. Questo materiale è molto resistente alla corrosione in ambienti ossidanti e molto deboli. La lega è versabile e viene spesso utilizzata nella produzione di valvole e raccordi.

Titan Grade 4 è un grado di titanio non legato secondo lo standard americano ASTM. Si differenzia dal marchio di grado 2 più generale in quanto ha proprietà di resistenza più elevate e una duttilità relativamente elevata. Le lastre e le lastre di grado 4 sono utilizzate in prodotti in cui la resistenza e la purezza del titanio sono importanti.

Titan Grade 5 (UNS R56400) ha una struttura di cristallo alfa beta ed è la lega più comunemente usata nella famiglia Ti. L'aggiunta degli elementi V e Al lo rende più forte di altri titanio commercialmente puri, mantenendo la stessa durezza. Titan Grade 5 viene utilizzato principalmente nei componenti aerospaziali.

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