1. Phân biệt cốt lõi: Thành phần hóa học
Titan (Titan nguyên chất thương mại, CP Ti)
Hợp kim titan
Nhôm (tăng cường vật liệu và ổn định pha alpha, cải thiện độ ổn định ở nhiệt độ-cao).
Vanadi (ổn định pha beta{0}}, tăng cường độ dẻo dai và cho phép xử lý nhiệt để tăng cường độ bền hơn nữa).
Thiếc (tăng cường độ bền ở nhiệt độ cao).
Molypden (cải thiện khả năng chống ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt như axit mạnh).
Hợp kim titan được sử dụng rộng rãi nhất là Ti-6Al-4V (Cấp 5), chứa ~6% nhôm và ~4% vanadi-những nguyên tố này làm thay đổi hiệu suất của nó vượt xa hiệu suất của titan nguyên chất.
2. Tính chất cơ học
3. Phản ứng xử lý nhiệt
Titan (tinh khiết thương mại)
Hợp kim titan
Đun nóng hợp kim đến nhiệt độ trong vùng pha alpha{0}}beta (ví dụ: 920–960°C) để hòa tan các nguyên tố hợp kim vào ma trận titan.
Làm nguội (làm nguội nhanh) nó để giữ các phần tử ở trạng thái siêu bền.
" Lão hóa" nó ở nhiệt độ thấp hơn (ví dụ: 480–650°C) để kết tủa các hạt nhỏ, đồng nhất ngăn chặn chuyển động lệch vị trí-tăng cường độ bền đáng kể mà không phải hy sinh quá nhiều độ dẻo dai.
Khả năng xử lý nhiệt này là lý do chính khiến hợp kim titan được sử dụng trong các ứng dụng hiệu suất cao.
4. Chống ăn mòn
Titan (tinh khiết thương mại)
Hợp kim titan
Hợp kim có palladium (ví dụ: Ti-Pd, Lớp 7) có khả năng chống ăn mòn kẽ hở tốt hơn trong dung dịch clorua nóng, đậm đặc (ví dụ: hóa chất gốc nước biển{6}}).
Hợp kim với molypden (ví dụ, Ti-15Mo, Lớp 13) vượt trội trong các axit khử mạnh như axit sulfuric.
Ti-6Al-4V (Cấp 5) có khả năng chống ăn mòn nói chung tốt nhưng khả năng chống ăn mòn kẽ hở trong clorua nóng kém hơn một chút so với CP titan-lợi ích về sức mạnh của nó vượt xa sự đánh đổi này đối với hầu hết các mục đích sử dụng tải cao.
5. Khả năng định hình và khả năng gia công
Titan (tinh khiết thương mại)
Hợp kim titan
6. Chi phí và ứng dụng
Titan (tinh khiết thương mại)
Trị giá: Thấp hơn (trong số các vật liệu titan có giá cả phải chăng nhất), vì nó không yêu cầu các thành phần hợp kim đắt tiền và chế tạo đơn giản hơn.
Ứng dụng: Lý tưởng cho các nhu cầu về độ bền thấp-đến-vừa phải khi khả năng định dạng hoặc độ tinh khiết đóng vai trò quan trọng, chẳng hạn như:
Xử lý hóa học: Ống-có thành mỏng, bể chứa chất lỏng-không ăn mòn.
Thiết bị y tế: Các bộ phận linh hoạt (ví dụ: trục ống thông, kim bấm phẫu thuật).
Hàng tiêu dùng: Các bộ phận trang trí (ví dụ: đồ trang sức, dây đồng hồ), dây buộc nhẹ.
Hợp kim titan
Trị giá: Cao hơn (đắt hơn 2–3 lần so với titan CP), do các nguyên tố hợp kim, quá trình nấu chảy phức tạp và gia công/xử lý nhiệt khó khăn.
Ứng dụng: Dành riêng cho các tình huống có-hiệu suất cao, tải-cao trong đó tỷ lệ sức mạnh và sức mạnh-trên-trọng lượng là rất quan trọng, chẳng hạn như:
Hàng không vũ trụ: Khung máy bay, cánh động cơ, thiết bị hạ cánh.
Y khoa: Cấy ghép chịu tải-(ví dụ: thay khớp háng/đầu gối, thanh cột sống).
Ô tô: Các bộ phận có hiệu suất-cao (ví dụ: van động cơ xe đua, bộ phận ống xả).
Công nghiệp: Bình chịu áp-nặng, các bộ phận tuabin để phát điện.
