Hvers konar málmur er títan?

Títan er umbreytingarmálmur frumefni á lotukerfinu, með atómnúmerið 22 og táknið Ti. Það er flokkað sem eldfastur málmur, sem þýðir að hann hefur hátt bræðslumark og er ónæmur fyrir hita og sliti.Títanhefur einstaka blöndu af styrk, lágum þéttleika og tæringarþol sem gerir það að mikilvægum byggingarmálmi.

Á lotukerfinu tilheyrir títan hópi 4 ásamt öðrum umbreytingarmálmum þar á meðal sirkon, hafníum og reníum. Það hefur fjórar náttúrulegar samsætur. Rafræna stillingin er [Ar] 4s2 3d2. Títan hefur atómradíus 176 pm, atómþyngd 47,9 g/mól og eðlismassi 4,5 g/cm3.

Er títan málmur?

Já, títan er gljáandi umbreytingarmálmur með endanlega málm eiginleika:

Það er frábær leiðari hita og rafmagns, eins og aðrir málmþættir. Rafleiðni er um 2 prósent IACS (International Annealed Copper Standard).

Það hefur dæmigert silfurgrátt málmútlit þegar það er slípað, þó getur það verið dökkgrátt til svart eftir yfirborðsoxun.

Títan er sveigjanlegt og sveigjanlegt, sem gerir það kleift að smíða það, rúlla, draga í vír og vinna í mismunandi form.

Það festist vel við aðra málma þegar það er soðið eða lóðað. Það gæti þurft að fjarlægja oxíðlagið áður en það er sameinað.

Títan málmblöndur herða verulega við kalda aflögunarvinnslu eins og málmplötumyndun, svipað og önnur málmefni.

Í duftformi,títan málmursýnir sintranleika við duftmálmvinnsluaðferðir eins og heita jafnstöðupressu.

Þannig að títan sýnir öll einkenni sanns málmþáttar, að vísu með einstaka eiginleika miðað við aðra umbreytingarmálma. Það skipar mikilvægan sess á lotukerfinu milli hvarfefna málma og eðalmálma.

Er títan harður eða mjúkur málmur?

Á Mohs hörkukvarðanum fær hreint títan í atvinnuskyni um það bil 6, sem flokkar það sem harðan málm. Í blönduðu formi getur títan náð yfir 400 HV hörku á Vickers kvarðanum og nálgast hörkustig miklu þyngri málma eins og stáls.

Nokkrar helstu staðreyndir um hörku títan:

Sexhyrnd, lokuð kristalbygging títans stuðlar að tiltölulega mikilli hörku fyrir léttan málm.

Blöndublöndur eins og ál, vanadín og mólýbden auka hörku enn frekar með fastri lausn og styrkingu úrkomu.

Vinnuherðandi áhrif meðan á kaldvinnslu stendur framleiðir hörkutopp nálægt yfirborði títanafurða.

Hægt er að nota hitameðhöndlunarferli eins og öldrun til að herða títan málmblöndur með vali með því að meðhöndla fasabreytingar.

Að meðaltali eru títan málmblöndur um það bil tvöfalt harðari en álblöndur en aðeins mýkri en járnblendi eins og stál.

Svo þó að það sé ekki í efri hluta hörkueinkunna, hefur títan nægilega hörku fyrir byggingarverkfræði, en heldur samt góðri sveigjanleika og seigleika - æskileg samsetning.

Úr hverju er títan málmur?

Títan málmur samanstendur eingöngu af títantómum. Það hefur atómþyngd 47,9 amu og lotunúmerið 22. Nokkrar helstu staðreyndir um samsetningu títanmálms:

Í hreinu formi inniheldur títan í sölu 99.5-99.9 prósent títan atóm miðað við þyngd. Súrefni, köfnunarefni, kolefni og járn mynda afganginn.

Álblöndur innihalda önnur frumefni eins og ál, vanadíum, mólýbden og króm bætt við til að auka eiginleika.

Títan hefur fimm náttúrulegar samsætur, en aðeins Ti-48 og Ti-50 eru viðskiptalega mikilvægar. Ti-48 er 73 prósent á meðan Ti-50 er 5,5 prósent.

Það eru fimm allótrópísk kristalform af títan, en sexhyrndur, lokuð alfafasinn er stöðugur við stofuhita.

Við bráðnun umbreytist hreint títan úr HCP alfa uppbyggingu í hærra hitastig BCC beta fasa við 1668 gráður F (825 gráður).

Blönduefni eins og mólýbden, vanadíum og króm koma á stöðugleika í beta fasanum, sem gerir það kleift að vera til við stofuhita.

Þannig að í raun samanstendur hreinn títanmálmur aðallega af títantómum í sexhyrndu fyrirkomulagi. Álblöndur sníða örbyggingu og eiginleika með því að bæta við öðrum málmþáttum.

Er títan sterkur málmur?

Já, títan er einstaklega sterkur málmur miðað við lágan eðlismassa. Miðað við styrk miðað við þyngd ná títan málmblöndur styrkleika sem er sambærilegur við miðlungs kolefnisstál en eru næstum 50 prósent léttari.

Nokkrar helstu staðreyndir um styrkleika títan:

Hreint títan í viðskiptum hefur togstyrk í kringum 63,000 psi. Málblöndur auka þetta verulega í 160,000 psi eða meira.

Endanlegur togstyrkur títan málmblöndur er hærri en ál málmblöndur, magnesíum málmblöndur og kopar málmblöndur.

Títan heldur háum styrk sínum við hærra hitastig miklu betur en aðrar léttar málmblöndur eins og ál.

Þegar títan er notað fyrir burðarhluta, gerir títan kleift að auka hleðslugetu og eldsneytissparnað samanborið við þyngri málmvalkosti.

Hægt er að sníða styrkleika títan málmblöndur með hitameðferðarferlum, sem gerir efnisfræðingi kleift að hanna besta jafnvægið.

Þannig að títan er greinilega meðal þeirra sterkustu í flokki léttra byggingarmálma. Einstakir eiginleikar þess gera kleift að auka frammistöðu í mikilvægum forritum eins og flugvélum, eldflaugum og orkuframleiðslu hverflum.

Heimildir:

C. Leyens og M. Peters, ritstj. (2003). Títan og títan málmblöndur. Wiley-VCH.

M. Niinomi, ritstj. (2008). Málmar fyrir lífeindafræðileg tæki. Woodhead Publishing.

M. Donachie Jr. (2000). Títan: Tæknileg leiðarvísir. ASM International.

G. Lütjering og J. Williams (2007). Títan. Springer Science & Business Media.

ASM Handbook, bindi 2 - Eiginleikar og úrval: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials (1990). ASM International.