Eigenschappen titaan

Eigenschap Waarde
Atoomnummer 22
Atomair gewicht 47.9
Atomair volume 10,6 W/D
Covalente radius 1,32 Å
Ionisatiepotentiaal 6.8282 V
Thermische neutronenabsorptiedoorsnede 5,6 barns/atoom
Kristalstructuur
Alpha (=882.5 °C, of 1620 °F) Dicht opeengepakte hexagonale
Beta ( =882.5 °C, of 1620 °F) Gecentreerd kubisch
Kleur Donkergrijs
Dichtheid 4,51 g/cm3 (0,163 lb/in.3)
Smeltpunt 1668 ± 10 °C (3035 °F)
Solidus/vloeibaar 1725 °C (3135 °F)
kookpunt 3260 °C (5900 °F)
Specifieke warmte (bij 25 °C) 0.5223 kJ/kg K
Thermische geleidbaarheid 11.4 W/m K
Smeltingswarmte 440 kJ/kg (geschat)
Verdampingswarmte 9,83 MJ/kg
Specifieke zwaartekracht 4.5
Hardheid 70 tot 74 HRB
Treksterkte 240 MPa (35 ksi) min
Young’s modulus 120 GPa (17 × 106 psi)
Poisson’s ratio 0.361
Wrijvingscoëfficiënt
Bij 40 m/min (125 ft/min) 0.8
Bij 300 m/min (1000 ft/min) 0.68
Coëfficiënt van lineaire thermische uitzetting 8,41 µm/m K
Elektrisch geleidingsvermogen 3% IACS (waarbij koper = 100% IACS) Elektrisch weerstandsvermogen (bij 20 °C)
Elektronegativiteit 1.5 Pauling’s
Temperatuurcoëfficiënt van de elektrische weerstand 0,0026/°C
Magnetische susceptibiliteit (volume, bij kamertemperatuur) 180 ( ±1.7) × 10-6 mks

Kleur en fysische eigenschappen

De kleur van zuiver titaan is metaalwit met een zachte glans. Het bevindt zich in de vierde groep van het periodiek systeem en heeft de hoogste sterkte-gewichtsverhouding van alle elementen. Zijn specifieke sterkte is 288 kNm/kg. De dichtheid, 4,5 g/cm3 , is aanzienlijk lager dan die van staal, die 7,8 g/cm3 bedraagt. Het zijn deze eigenschappen die verklaren waarom titanium verantwoordelijk is geweest voor enorme verbeteringen in de stuwkracht-gewichtsverhouding van straalmotoren.

Mechanische eigenschappen

Titanium heeft een uitstekende ductiliteit en treksterkte. De minimale vloeigrens ligt tussen 240 en 241 MPa in commercieel zuivere kwaliteit 1. Ti-10V-2Fe-3Al heeft de hoogste vloeigrens van alle titaanlegeringen bij 1260 MPa.

Commercieel zuiver titaan van graad 1 heeft een Rockwell B hardheid van 70 – 74 en een breuktaaiheid van 66 MPa-m½. Het is Young’s elasticiteitsmodulus voor zuiver titanium is 120 GPA met een afschuifmodulus van 45 GPA.

Elektrische eigenschappen

Titanium heeft een laag elektrisch geleidingsvermogen 3,1% IACS (International Annealed Copper Standard). Dat maakt het slecht geschikt voor toepassingen waar elektrogeleidingsvermogen wenselijk is. De fysische en mechanische eigenschappen compenseren dit echter ruimschoots.

Thermische eigenschappen

Titanium heeft een laag warmtegeleidingsvermogen van 11,4 W/m K, wat een belangrijke overweging is bij het bewerken, titanium heeft de neiging het gereedschap op te warmen in plaats van de warmte door het metaal te verdelen, wat de levensduur van het gereedschap verkort en de prestaties van het metaal kan aantasten.

  • Smeltpunt 1668 ± 10 °C (3035 °F)
  • Solidus/vloeibaar 1725 °C (3135 °F)
  • Kookpunt 3260 °C (5900 °F)
  • Specifieke warmte (bij 25 °C) 0,5223 kJ/kg K
  • Thermische geleidbaarheid 11.4 W/m K
  • Smeltwarmte 440 kJ/kg (geschat)
  • Verdampingswarmte 9,83 MJ/kg

Chemische eigenschappen

Zoals aluminium is zuiver titaan zeer reactief. Atmosferische passivering vormt een oxidelaag op het metaaloppervlak waardoor het inert wordt. Dit proces gebeurt niet alleen in de lucht maar ook onder water. Een 1-2 nanometer dikke laag vormt zich onmiddellijk en verdikt tot 25 nanometer na 4 jaar.

Met deze oxidelaag is titanium immuun voor aantasting door zoutzuur en zwavelzuur. Verdere verbeteringen van de chemische bestendigheid komen van de toevoeging van palladium in rangen 11 en 17 voor toepassingen in zout water en chemische fabriek omgevingen.

Boven 800 graden Titanium zal verbranden in stikstof te vormen Titanium Nitride. Titanium zonder zijn oxidelaag geeft een hoog risico op verbranding in zuurstof. Bekijk voor de eigenschappen van de meest gebruikte legering van titanium, Ti 6Al 4V, ons informatieblad over graad 5.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.