Која врста метала је титанијум?

Титанијум је елемент прелазног метала у периодичној табели, са атомским бројем 22 и симболом Ти. Он је категорисан као ватростални метал, што значи да има високу тачку топљења и да је отпоран на топлоту и хабање.Титанијумима јединствену комбинацију чврстоће, ниске густине и отпорности на корозију што га чини важним структуралним металом.

У периодичној табели, титанијум припада групи 4 заједно са другим прелазним металима укључујући цирконијум, хафнијум и ренијум. Има четири природна изотопа. Електронска конфигурација је [Ар] 4с2 3д2. Титанијум има атомски радијус од 176 пм, атомску тежину од 47,9 г/мол и густину од 4,5 г/цм3.

Да ли је титан метални метал?

Да, титанијум је сјајан прелазни метал са дефинитивним металним својствима:

Одличан је проводник топлоте и струје, као и други метални елементи. Електрична проводљивост је око 2 процента ИАЦС (Интернатионал Аннеалед Цоппер Стандард).

Има типичан сребрно-сиви металик изглед када је полиран, иако може бити тамно сив до црн у зависности од површинске оксидације.

Титан је савитљив и дуктилан, што му омогућава да се коује, ваља, увлачи у жицу и машински обрађује у различите облике.

Добро пријања на друге метале када је заварен или лемљен. Можда је потребно уклонити оксидни слој пре спајања.

Легуре титанијума значајно се стврдњавају током обраде хладном деформацијом као што је формирање лима, слично другим металним материјалима.

У облику праха,метал титанијумпоказује синтерабилност током техника металургије праха као што је топло изостатичко пресовање.

Дакле, титанијум показује све карактеристике правог металног елемента, иако са неким јединственим атрибутима у поређењу са другим прелазним металима. Заузима важно место у периодном систему између реактивних метала и племенитих метала.

Да ли је титан тврд или мекан метал?

На Мохсовој скали тврдоће, комерцијално чисти титанијум има око 6, што га квалификује као тврди метал. У легираним облицима, титанијум може да достигне тврдоћу од преко 400 ХВ по Викерсовој скали, приближавајући се нивоима тврдоће много тежих метала попут челика.

Неке кључне чињенице о тврдоћи титанијума:

Хексагонална збијена кристална структура титанијума доприноси релативно високој тврдоћи за лагани метал.

Додаци легуре попут алуминијума, ванадијума и молибдена додатно повећавају тврдоћу кроз чврсти раствор и ојачање преципитацијом.

Ефекти очвршћавања током хладног рада стварају скок тврдоће близу површине производа од титанијума.

Процеси термичке обраде попут старења могу се користити за селективно очвршћавање легура титанијума манипулацијом фазних трансформација.

У просеку, легуре титанијума су око два пута тврђе од легура алуминијума, али нешто мекше од легура на бази гвожђа попут челика.

Дакле, иако није на највишој страни оцена тврдоће, титанијум поседује довољну тврдоћу за примену у конструкцијском инжењерству, док и даље одржава добру дуктилност и жилавост – пожељну комбинацију.

Од чега је направљен титанијум?

Метални титан се састоји само од атома титанијума. Има атомску тежину од 47,9 аму и атомски број 22. Неке кључне чињенице о саставу метала титанијума:

У свом чистом облику, комерцијални титанијум садржи 99.5-99.9 тежинских процената атома титанијума. Кисеоник, азот, угљеник и гвожђе чине остатак.

Легура садржи друге елементе као што су алуминијум, ванадијум, молибден и хром који се додају ради побољшања својстава.

Титанијум има пет природних изотопа, али су само Ти-48 и Ти-50 комерцијално важни. Ти-48 чини 73 одсто, док Ти-50 чини 5,5 одсто.

Постоји пет алотропних кристалних облика титанијума, али хексагонално збијена алфа фаза је стабилна на собној температури.

Током топљења, чисти титанијум се трансформише из ХЦП алфа структуре у БЦЦ бета фазу више температуре на 1668 степени Ф (825 степени).

Легирајући елементи попут молибдена, ванадијума и хрома стабилизују бета фазу, омогућавајући јој да постоји на собној температури.

Дакле, у суштини, комерцијално чист метал титанијума састоји се претежно од атома титанијума у ​​хексагоналном распореду. Класе легуре прилагођавају микроструктуру и својства додавањем других металних елемената.

Да ли је титан јак метал?

Да, титанијум је изузетно јак метал у односу на његову малу густину. На основу односа чврстоће према тежини, легуре титанијума постижу чврстоћу упоредиву са средњим угљеничним челицима, али су скоро 50 процената лакши.

Неке кључне чињенице о снази титанијума:

Комерцијално чист титанијум има нивое затезне чврстоће око 63,000 пси. Легуре ово значајно побољшавају на 160,000 пси или више.

Крајња затезна чврстоћа легура титанијума је већа од легура алуминијума, легура магнезијума и легура бакра.

Титанијум одржава своју високу чврстоћу на повишеним температурама много боље од других лаких легура попут алуминијума.

Када се користи за структурне делове, титанијум омогућава већу носивост и уштеду горива у поређењу са тежим металним алтернативама.

Чврстоћа титанијумских легура може се прилагодити процесима топлотне обраде, омогућавајући инжењеру материјала да дизајнира оптималну равнотежу.

Дакле, титан се јасно сврстава међу најјаче у класи лаких конструкцијских метала. Његова јединствена својства омогућавају повећање перформанси у критичним апликацијама као што су авиони, пројектили и турбине за производњу енергије.

Референце:

Ц. Леиенс и М. Петерс, ур. (2003). Титанијум и легуре титанијума. Вилеи-ВЦХ.

М. Нииноми, ур. (2008). Метали за биомедицинске уређаје. Воодхеад Публисхинг.

М. Донацхие Јр. (2000). Титанијум: Технички водич. АСМ Интернатионал.

Г. Лутјеринг и Ј. Виллиамс (2007). Титанијум. Спрингер Сциенце & Бусинесс Медиа.

АСМ приручник, том 2 - Особине и избор: легуре обојених метала и материјали посебне намене (1990). АСМ Интернатионал.