Titaanmaterjali eelised ja puudused

Titaanmaterjali eelised ja puudused

Titaanisulamist materjalidel on suurepärased omadused ja neid kasutatakse laialdaselt lennunduses ja muudes olulistes valdkondades ning tsiviilvaldkonnas, titaani ja titaanisulamite materjalide edendamine ja kasutamine on väga oluline. Samas kasutusvaldkonnas kasutatakse praegu ka roostevaba terast, vasesulammaterjale ja niklipõhiseid sulamimaterjale. Titaanisulamist materjalid on aga eritugevuse, korrosioonikindluse ja kõrge temperatuurikindluse poolest suurepärased materjalid. Samal ajal on titaanisulamist materjalidel absoluutsed eelised teiste materjalidega võrreldes tooraine hinna, tooraine toodangu, töötlemiskulude ja titaani töötlemismahu osas.

1. Titaanisulamite suurepärased omadused

1.1 kõrge eritugevus

Titaani ja muude metallmaterjalide tiheduse ja eritugevuse võrdlus

Titaani ja teiste metallide tõmbetugevuse ja voolavustugevuse võrdlus

1.2 Suurepärane korrosioonikindlus

Merevee kiire erosiooni korrosioonikatse

1.3 mittemagnetiline

Titaanisulamist materjali mittemagnetilised omadused võivad parandada seadmete antimagnetilisi häireid, suurendada varjamist ja tagada, et seda saab rakendada allveelaevade ja laevade kestadele.

1.4 Suurepärane biosobivus ja madal elastsusmoodul

Titaani ja muude metallmaterjalide elastsusmooduli võrdlus

Võrreldes roostevaba terase ja muude materjalidega on titaanisulamil madal elastsusmoodul, suurepärane biosobivus ja töötlemisvõime. Viimastel aastatel on sellest kujunenud ideaalne funktsionaalne struktuurmaterjal kirurgiliste implantaatide jaoks. Teaduse ja tehnoloogia arengu ning kliinilise kasutuse süvenemisega arenevad meditsiiniseadmed pika kasutuseaga, multifunktsionaalsete, kergete ja madalate kuludega, seega on titaanisulam kõige ideaalsem materjal.

1,5 kõrge löögi- ja väsimuskindlus

Kõrge löögi- ja väsimuskindlus võib parandada seadme võimet taluda staatilist ja dünaamilist koormust ning taluda merevee perioodilist mõju.

2. Titaani ja titaanisulamite rakenduste puudused ja puudused

2.1 titaanisulami halb kulumiskindlus ja madal pinna kõvadus

Suhteliselt liikuvate osade puhul on kasutamist piiravaks kitsaskohaks saanud titaanisulami halb kulumiskindlus ja madal pinnakõvadus. Pinna kõvadust ja kulumiskindlust saab parandada pinna kõvenemisega. Nagu termiline pihustamine, plasma nitridimine, aurustamine-sadestamine, soolavanni nitreerimine ja muud meetodid. Näiteks aurustamise meetodit kasutades jõuab katte paksus 2–3 um, kõvadus on suurem kui 2000 hv ja pinna karedus Ra on väiksem või võrdne 0,8, mis parandab kõvadust ja kulumiskindlust.

2.2 titaanisulamil on hea biosobivus ja mikroorganisme on lihtne kinnitada

Titaanisulamist materjalidel on hea biosobivus, need on mittetoksilised ja kahjutud, mis tagab mikroorganismide hõlpsa kinnitumise kõrgel ümbritseval temperatuuril. Kasutada võib nakkumisvastaseid katteid (korrosioonivastane värv, saastumisvastane värv jne). Näiteks saab alumise kihi nakketugevust suurendada 5-6 MPa-lt rohkem kui 10 MPa-ni pärast mõne nakkevastaste kattekihtide kasutamist.

2.3 Võimalik erinevus titaanisulami ja teiste metallide vahel

Kui titaanisulam on ühendatud teiste konstruktsioonimaterjalidega, on titaanisulami looduslik korrosioonipotentsiaal merevees suurem kui kõigi tavaliselt kasutatavate konstruktsioonimaterjalide oma, mistõttu on muud konstruktsioonimaterjalid altid korrosioonile, mis on probleem, mida tuleb konstruktsiooni valimisel arvesse võtta. titaanisulamist komponendid avamerekonstruktsioonides. Võib kasutada isolatsioonitöötlust, näiteks katmist isolatsioonivärviga, anoodoksüdatsiooni, mikrokaarega oksüdatsiooni või aur-sadestamise katmist. Näiteks võib mikrokaare oksüdatsioonimeetod tekitada 10-20mm paksuse oksiidkile ja parandada pinna takistust.