Princippet om titanlegeringer

Titaniumlegeringer er legeringer sammensat af titanium som en base og andre elementer. Titan findes i to allotropiske former: -titan med en tæt-pakket sekskantet struktur under 882 grader og -titan med en krops-centreret kubisk struktur over 882 grader.

Legeringselementer kan klassificeres i tre kategorier baseret på deres indflydelse på fasetransformationstemperaturen:

① Elementer, der stabiliserer fasen og øger fasetransformationstemperaturen, kaldes -stabiliserende elementer, herunder aluminium, kulstof, oxygen og nitrogen. Aluminium er det vigtigste legeringselement i titanlegeringer, hvilket væsentligt forbedrer legeringens styrke ved både stuetemperaturer og høje temperaturer, reducerer dens vægtfylde og øger dens elasticitetsmodul.

② Elementer, der stabiliserer fasen og sænker fasetransformationstemperaturen, kaldes -stabiliserende elementer, som yderligere kan opdeles i isomorfe og eutektoide typer. Førstnævnte omfatter molybdæn, niobium og vanadium; sidstnævnte omfatter krom, mangan, kobber, jern og silicium.

③ Grundstoffer, der har ringe effekt på fasetransformationstemperaturen, kaldes neutrale grundstoffer, herunder zirconium og tin.

Ilt, nitrogen, kulstof og brint er de vigtigste urenheder i titanlegeringer. Ilt og nitrogen har høj opløselighed i fasen, hvilket styrker titanlegeringer markant, men reducerer deres plasticitet. Ilt- og nitrogenindholdet i titanium er typisk angivet til at være under henholdsvis 0,15-0,2% og 0,04-0,05%. Brint har meget lav opløselighed i fasen; overdreven hydrogenopløsning i titanlegeringer vil danne hydrider, hvilket gør legeringen skør. Brintindholdet i titanlegeringer er normalt kontrolleret under 0,015%. Opløsningen af ​​brint i titanium er reversibel og kan fjernes ved vakuumudglødning.