Quais são as vantagens da liga de titânio em comparação com os materiais metálicos tradicionais?
Jan 22, 2024| Liga de titânio refere-se a uma variedade de ligas metálicas feitas de titânio e outros metais. Possui características de alta resistência, boa resistência à corrosão e alta resistência ao calor. É um metal estrutural importante e é amplamente utilizado na aviação, aeroespacial, navios, indústria militar, dispositivos médicos e outras áreas civis.
Desde a década de 1950, existem centenas de ligas de titânio desenvolvidas no mundo, entre as quais BT20 ~ 30 são as ligas mais famosas, como Ti-6Al-4V, Ti-5Al{{ 6}}.5Sn, Ti-2Al-2.5Zr, Ti-32Mo, Ti-Mo-Ni, Ti-Pd, SP-700 e assim sobre.
As propriedades do titânio estão relacionadas ao conteúdo de impurezas como carbono, nitrogênio, hidrogênio e oxigênio. O iodeto de titânio mais puro não contém mais do que 0,1% de impurezas, mas tem baixa resistência e alta plasticidade. As propriedades do titânio puro industrial 99,5% são: densidade ρ=4,5g/cm3, ponto de fusão 1725 graus, condutividade térmicaλ= 15,24 w/(mk), resistência à traçãoσb=539MPa , alongamentoδ=25%, contração de áreaψ=25% e módulo de elasticidade E=1.078. Comparado com os metais tradicionais, o titânio tem as seguintes vantagens:
A densidade da liga de titânio de alta resistência é de cerca de 4,51g/cm3, o que é apenas 60% da do aço, mas sua resistência mecânica é equivalente à do aço, e tem alta resistência, e sua resistência à tração é geralmente ({ {5}})MPa. A resistência à tração Rm do TC4 é de cerca de 1262 MPa. Algumas ligas de titânio excedem a resistência de muitos aços estruturais de liga, portanto a resistência específica (resistência/densidade) das ligas de titânio é muito maior do que a de outros materiais estruturais metálicos, e peças com alta resistência unitária, boa rigidez e peso leve podem ser feitas . Componentes de motores de aeronaves, esqueleto, revestimento, fixadores e trem de pouso são todos feitos de liga de titânio.
No ar com resistência à corrosão abaixo de 550 graus, uma película de óxido densa, adesiva e inerte é formada na superfície do titânio, que protege a matriz de titânio da corrosão, e mesmo devido ao desgaste mecânico, ela se curará ou se regenerará rapidamente, e o filme de óxido de titânio sempre mantém essa característica quando a temperatura média está abaixo de 315 graus, portanto a resistência à corrosão da liga de titânio é melhor do que a da maioria dos aços inoxidáveis em meios oxidantes como atmosfera, água do mar, ácido nítrico e álcalis fortes. Esta é a garantia básica para a utilização do titânio nas indústrias civis de diversos países.
Boa resistência a altas temperaturas A liga de titânio de alta temperatura desenvolvida pela fase de fortalecimento de solução sólida pode ser usada por um longo tempo abaixo de 600 graus e por um curto período de tempo abaixo de 800 graus. Quando o número Mach da velocidade de vôo da aeronave é superior a 2,7, o disco, as pás, a fuselagem traseira, a guia, a caixa de admissão e outras partes do motor são feitas de liga de titânio de alta temperatura.
O metal biocompatível titânio é um metal biofílico, que possui uma biocompatibilidade muito boa. Pode ser “compatível” quando entra em contato com o corpo humano ou implantado no corpo sem causar danos ao corpo humano. O titânio no corpo humano pode resistir à corrosão de secreções e não é tóxico, por isso tem sido adotado pela comunidade médica para articulações artificiais, marca-passos cardíacos e outros equipamentos. Estudos demonstraram que os implantes de titânio podem estimular o sistema imunológico humano a desenvolver ossos diretamente na superfície do titânio, um processo chamado osseointegração. Mostra que o titânio é totalmente “biocompatível”, o que significa que não é tóxico, não causa reações alérgicas e de rejeição, podendo até ser fundido com tecidos e ossos humanos.
Como material de alta qualidade, a liga de titânio tem sido aplicada na indústria aeroespacial e militar de ponta. Atualmente, com a maturidade da tecnologia, a liga de titânio, como material metálico cada vez mais comum, tem sido amplamente utilizada em navios, equipamentos químicos, oceanos, equipamentos esportivos, implantes médicos, automóveis, motocicletas, bicicletas, edifícios, necessidades diárias e outros campos. .