Титанові сплави мають ряд переваг, включаючи легкість, високу міцність, стійкість до корозії, чудову низьку температуру та високу хімічну реакційну здатність. Крім того, вони мають гарну стійкість до втоми, тріщиностійкість, високу термостійкість, біосумісність, хорошу теплопровідність і немагнітні властивості. Різні комбінації титанових сплавів можуть відповідати різноманітним вимогам застосування, що призводить до їх широкого використання в аерокосмічній, автомобільній, медичній, хімічній та інших галузях промисловості.
Експлуатаційні переваги титанових сплавів:
Виняткова міцність
Титанові сплави мають щільність приблизно 4,5 г/см3, що становить лише 60% сталі. Чистий титан має міцність, порівнянну зі звичайною сталлю, тоді як деякі високоміцні титанові сплави перевершують міцність багатьох листів конструкційної сталі з легованих сплавів. Отже, титанові сплави демонструють високу питому міцність (співвідношення міцність/щільність), що робить їх ідеальними для легких деталей з високою одиничною міцністю, жорсткістю та довговічністю. Ці сплави знаходять застосування в компонентах двигунів, скелетах, обшивках, кріпленнях і шасі.
Чудовий термічний опір
Титанові сплави витримують більш високі температури, ніж алюмінієві сплави, зберігаючи свою міцність навіть при підвищених температурах. Деякі титанові сплави можуть працювати протягом тривалих періодів при температурах від 450-500 градусів, демонструючи високу питому міцність у діапазоні температур 150 градусів -500 градусів. Навпаки, алюмінієві сплави відчувають значне зниження питомої міцності при 150 градусах. З максимальною робочою температурою 500 градусів титанові сплави перевершують алюмінієві сплави, які мають межу нижче 200 градусів.
Чудова стійкість до корозії
Під час роботи у вологому середовищі або середовищі морської води титанові сплави виявляють кращу стійкість до корозії порівняно з нержавіючої сталлю. Вони демонструють чудову стійкість до точкової корозії, кислотної корозії та корозії під напругою. Титанові сплави також виявляють чудову стійкість до дії лугів, хлоридів, хлорованих органічних речовин, азотної та сірчаної кислот. Однак вони мають обмежену стійкість до відновників, кисню та середовищ солі хрому.
Вражаюча продуктивність при низьких температурах
Титанові сплави зберігають механічні властивості при надзвичайно низьких і наднизьких температурах. Певні титанові сплави, такі як TA7, демонструють хороші низькотемпературні характеристики та зберігають певний рівень пластичності при -253 ступені. Таким чином, титанові сплави є вирішальними конструкційними матеріалами для застосування в умовах низьких температур.
Висока хімічна реактивність
Титан має значну хімічну активність, легко вступаючи в хімічні реакції з такими елементами, як кисень, азот, водень, монооксид вуглецю, вуглекислий газ, водяна пара та аміак. Наприклад, титанові сплави з вмістом вуглецю понад {{0}}.2% утворюють твердий карбід титану (TiC). При більш високих температурах титан реагує з азотом, утворюючи твердий поверхневий шар нітриду титану (TiN). Титан поглинає кисень при температурах вище 600 градусів, утворюючи зміцнюючий шар з високою твердістю. Підвищення вмісту водню призводить до утворення шару крихкості. Поглинені гази можуть створити твердий і крихкий поверхневий шар завтовшки 0.1-0.15 мм, що призводить до збільшення тертя, адгезії та зносу контактних поверхонь.
Низька теплопровідність і модуль пружності
Титанові сплави мають нижчу теплопровідність порівняно з нікелем, залізом і алюмінієм. Теплопровідність виробів із титанового сплаву становить приблизно 1/4 нікелю, 1/5 заліза та 1/14 алюмінію. Крім того, теплопровідність різних титанових сплавів приблизно на 50% нижча, ніж у чистого титану. Модуль пружності титанових сплавів приблизно вдвічі менший, ніж у сталі, що призводить до меншої жорсткості. Отже, титанові сплави схильні до деформації і непридатні для виготовлення тонких стрижнів або тонкостінних деталей. Під час різання титанові сплави демонструють більший обсяг поверхні відскоку порівняно з нержавіючої сталлю, що призводить до збільшення тертя, адгезії та зносу поверхні інструменту.
