Propriedades de titânio

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Número atómico 22
Peso atómico 47.9
Volume atómico 10,6 W/D
Raio covalente 1,32 Å
Potencial de ionização 6.8282 V
Secção transversal de absorção de neutrões térmicos 5,6 barns/atom
Estrutura de cristal
Alpha (=882.5 °C, ou 1620 °F) Close-packed hexagonal
Beta ( =882.5 °C, ou 1620 °F) Cúbico centrado no corpo
Cor Cinza escura
Densidade 4,51 g/cm3 (0,163 lb/in.3)
Ponto de fusão 1668 ± 10 °C (3035 °F)
Solidus/liquidus 1725 °C (3135 °F)
Ponto de arrefecimento 3260 °C (5900 °F)
Calor específico (a 25 °C) 0.5223 kJ/kg K
Condutividade térmica 11.4 W/m K
Calor de fusão 440 kJ/kg (estimado)
Calor de vaporização 9,83 MJ/kg
Gravidade específica 4.5
Dureza 70 a 74 HRB
Força de tensão 240 MPa (35 ksi) min
Módulo do jovem 120 GPa (17 × 106 psi)
Rácio de Poisson 0.361
Coeficiente de atrito
A 40 m/min (125 pés/min) 0,8
A 300 m/min (1000 pés/min) 0.68
Coeficiente de expansão térmica linear 8,41 µm/m K
Condutividade eléctrica 3% IACS (onde cobre = 100% IACS) Resistividade eléctrica (a 20 °C)
Electronegatividade 1.5 Pauling’s
Coeficiente de resistência eléctrica à temperatura 0,0026/°C
Suscetibilidade magnética (volume, à temperatura ambiente) 180 ( ±1.7) × 10-6 mks

Cor e propriedades físicas

Puro Titânio é de cor branca metálica com um brilho suave. Ele está situado no quarto grupo da tabela periódica e tem a maior relação força/peso de qualquer elemento. A sua resistência específica é de 288 kNm/kg. A sua densidade, 4,5g/cm3 é consideravelmente inferior à do aço que é de 7,8 g/cm3. São estas propriedades que explicam porque o titânio tem sido responsável por grandes melhorias na relação empuxo/peso dos motores a jacto.

Propriedades Mecânicas

Titânio tem uma excelente ductilidade e resistência à tracção. A sua resistência mínima à tracção está entre 240 e 241 MPa em grau comercialmente puro 1. Ti-10V-2Fe-3Al tem a maior resistência à ruptura de todas as ligas de titânio a 1260 MPa.

Titânio comercialmente puro grau 1 tem uma dureza Rockwell B de 70 – 74 e uma resistência à fractura de 66 MPa-m½. O módulo de elasticidade de Young para titânio puro é de 120 GPA com um módulo de cisalhamento de 45 GPA.

Propriedades elétricas

Titânio tem baixa condutividade elétrica 3,1% IACS (International Annealed Copper Standard). Isto torna-o inadequado para aplicações onde a condutividade eléctrica é desejável. No entanto, as suas propriedades físicas e mecânicas mais do que compensam.

Propriedades térmicas

Titânio tem baixa condutividade térmica de 11,4 W/m K o que é uma consideração importante durante a maquinação, o titânio tende a aquecer a ferramenta em vez de distribuir calor através do metal o que encurta a vida da ferramenta e pode prejudicar o desempenho do metal.

  • Ponto de fusão 1668 ± 10 °C (3035 °F)
  • Solidus/liquidus 1725 °C (3135 °F)
  • Ponto de fusão 3260 °C (5900 °F)
  • Calor específico (a 25 °C) 0,5223 kJ/kg K
  • Condutividade térmica 11.4 W/m K
  • Calor de fusão 440 kJ/kg (estimado)
  • Calor de vaporização 9,83 MJ/kg

Propriedades químicas

Como o alumínio puro de titânio é altamente reactivo. A passivação atmosférica forma uma camada de óxido na superfície dos metais, tornando-o inerte. Este processo não acontece apenas no ar, mas também debaixo de água. Uma camada espessa de 1-2 nanômetros forma-se instantaneamente e espessa até 25 nanômetros após 4 anos.

Com esta camada de óxido de titânio é imune ao ataque do ácido clorídrico e sulfúrico. Outras melhorias na sua resistência química vêm da adição de paládio nos graus 11 e 17 para aplicações em água salgada e ambientes de plantas químicas.

Acima de 800 graus Titânio irá queimar em nitrogênio para formar o Nitreto de Titânio. O titânio sem o seu revestimento de óxido apresenta um alto risco de combustão em oxigênio. Para as propriedades da liga de Titânio mais comumente usada Ti 6Al 4V veja nossa folha de dados de grau 5.

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