Właściwości tytanu

Właściwość Wartość
Liczba atomowa 22
Waga atomowa 47.9
Objętość atomowa 10,6 W/D
Promień kowalencyjny 1,32 Å
Potencjał jonizacji 6.8282 V
Przekrój absorpcji neutronów termicznych 5,6 stodoły/atom
Struktura krystaliczna
Alfa (=882.5 °C, lub 1620 °F) Ciasno upakowany heksagonalny
Beta ( =882.5 °C, lub 1620 °F) Ciało skupione sześcienne
Kolor Ciemnoszary
Gęstość 4.51 g/cm3 (0.163 lb/in.3)
Temperatura topnienia 1668 ± 10 °C (3035 °F)
Ciało stałe/ciekłe 1725 °C (3135 °F)
Punkt wrzenia 3260 °C (5900 °F)
Ciepło właściwe (w 25 °C) 0.5223 kJ/kg K
Przewodność cieplna 11.4 W/m K
Ciepło syntezy 440 kJ/kg (szacunkowo)
Ciepło parowania 9,83 MJ/kg
Grawitacja właściwa 4.5
Twardość 70 do 74 HRB
Wytrzymałość na rozciąganie 240 MPa (35 ksi) min
Moduł Younga 120 GPa (17 × 106 psi)
Współczynnik Poissona 0.361
Współczynnik tarcia
Przy 40 m/min (125 ft/min) 0.8
Przy 300 m/min (1000 ft/min) 0.68
Współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej 8,41 µm/m K
Przewodność elektryczna 3% IACS (gdzie miedź = 100% IACS) Rezystywność elektryczna (w 20 °C)
Elektronegatywność 1.5 Paulinga
Temperaturowy współczynnik oporu elektrycznego 0,0026/°C
Podatność magnetyczna (objętość, w temperaturze pokojowej) 180 ( ±1.7) × 10-6 mks

Kolor i właściwości fizyczne

Kolor czystego tytanu jest metalicznie biały z delikatnym połyskiem. Znajduje się on w czwartej grupie układu okresowego i ma najwyższy stosunek wytrzymałości do masy spośród wszystkich pierwiastków. Jego wytrzymałość właściwa wynosi 288 kNm/kg. Jego gęstość, 4,5g/cm3 jest znacznie mniejsza niż stali, która wynosi 7,8 g/cm3. To właśnie te właściwości wyjaśniają, dlaczego tytan jest odpowiedzialny za znaczną poprawę stosunku siły ciągu do masy silników odrzutowych.

Właściwości mechaniczne

Tytan ma doskonałą plastyczność i wytrzymałość na rozciąganie. Jego minimalna granica plastyczności wynosi od 240 do 241 MPa w komercyjnie czystym gatunku 1. Ti-10V-2Fe-3Al posiada najwyższą granicę plastyczności ze wszystkich stopów tytanu 1260 MPa.

Commercially pure grade 1 titanium has a Rockwell B Hardness of 70 – 74 and a fracture toughness of 66 MPa-m½. Jego moduł sprężystości Younga dla czystego tytanu wynosi 120 GPA, a moduł ścinania 45 GPA.

Właściwości elektryczne

Tytan ma niską przewodność elektryczną 3,1% IACS (International Annealed Copper Standard). To sprawia, że źle nadaje się do zastosowań, w których przewodnictwo elektryczne jest pożądane. Jednak jego właściwości fizyczne i mechaniczne więcej niż rekompensują.

Właściwości cieplne

Tytan ma niską przewodność cieplną 11,4 W/m K, co jest ważnym czynnikiem podczas obróbki, tytan ma tendencję do nagrzewania narzędzia zamiast rozprowadzania ciepła po metalu, co skraca żywotność narzędzia i może grozić uszkodzeniem wydajności metalu.

  • Punkt topnienia 1668 ± 10 °C (3035 °F)
  • Ciało stałe/płynne 1725 °C (3135 °F)
  • Punkt wrzenia 3260 °C (5900 °F)
  • Ciepło właściwe (w 25 °C) 0,5223 kJ/kg K
  • Przewodność cieplna 11.4 W/m K
  • Ciepło topnienia 440 kJ/kg (szacunkowo)
  • Ciepło parowania 9.83 MJ/kg

Właściwości chemiczne

Podobnie jak aluminium czysty tytan jest wysoce reaktywny. Pasywacja atmosferyczna tworzy warstwę tlenku na powierzchni metalu, czyniąc go obojętnym. Proces ten zachodzi nie tylko w powietrzu, ale również pod wodą. Warstwa o grubości 1-2 nanometrów tworzy się natychmiast i po 4 latach zagęszcza się do 25 nanometrów.

Z tą warstwą tlenku tytan jest odporny na działanie kwasu solnego i siarkowego. Dalsze ulepszenia jego odporności chemicznej wynikają z dodania palladu w gatunkach 11 i 17 do zastosowań w słonej wodzie i środowiskach zakładów chemicznych.

Powyżej 800 stopni tytan spala się w azocie tworząc azotek tytanu. Tytan bez swojej powłoki tlenkowej przedstawia wysokie ryzyko spalania w tlenie. Właściwości najczęściej używanego stopu tytanu Ti 6Al 4V można znaleźć w naszej karcie danych dla gatunku 5.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.