Titanium adalah unsur dengan nomor atom 22 dalam tabel periodik. Ini adalah elemen subkelompok dari periode keempat, yaitu bendera IVB. Selain titanium, kelompok elemen ini juga termasuk zirkonium dan hafnium. Fitur umumnya adalah bahwa ia memiliki titik leleh yang tinggi dan berada di permukaannya pada suhu kamar. Film oksida yang stabil terbentuk....
Titanium adalah unsur dengan nomor atom 22 dalam tabel periodik. Ini adalah elemen subkelompok dari periode keempat, yaitu bendera IVB. Selain titanium, kelompok elemen ini juga termasuk zirkonium dan hafnium. Fitur umumnya adalah bahwa ia memiliki titik leleh yang tinggi dan berada di permukaannya pada suhu kamar. Film oksida yang stabil terbentuk.
1. Sepuluh karakteristik titanium
(1) Kepadatan rendah, kekuatan tinggi dan kekuatan spesifik tinggi
Kepadatan titanium adalah 4,51g / cm3, yang merupakan 57% dari baja. Titanium kurang dari dua kali lebih berat dari aluminium dan tiga kali lebih kuat dari aluminium. Kekuatan spesifik (rasio kekuatan / kepadatan) dari paduan titanium adalah yang terbesar dalam paduan industri umum (lihat Tabel 2-1). Kekuatan spesifik paduan titanium adalah 3, 5 kali lipat dari stainless steel; 1, 3 kali lipat dari paduan aluminium; 1, 7 kali lipat dari paduan magnesium, Oleh karena itu, ini adalah bahan struktural yang sangat diperlukan untuk industri kedirgantaraan.
Tabel 2-1 Perbandingan kepadatan dan kekuatan spesifik antara titanium dan logam lainnya
(2) Ketahanan korosi yang sangat baik
Pasif titanium tergantung pada keberadaan film oksida, dan ketahanan korosi dalam media pengoksidasi jauh lebih baik daripada di media pereduksi. Tingkat korosi yang tinggi terjadi dalam mengurangi media. Titanium tidak terkorosi dalam beberapa media korosif, seperti air laut, klorin basah, larutan klorit dan hipoklorit, asam nitrat, asam kromat, logam klorida, sulfida, dan asam organik. Namun, dalam media yang bereaksi dengan titanium untuk menghasilkan hidrogen (seperti asam klorida dan asam sulfat), titanium umumnya memiliki tingkat korosi yang lebih besar. Namun, jika sejumlah kecil oksidan ditambahkan ke asam, film pasif akan terbentuk pada permukaan titanium. Oleh karena itu, titanium tahan terhadap korosi dalam campuran asam sulfat-nitrat yang kuat atau asam klorida-asam nitrat, bahkan dalam asam klorida yang mengandung klorin bebas. Film oksida pelindung titanium sering terbentuk ketika logam bertemu dengan air, bahkan dalam jumlah kecil air atau uap air. Jika titanium terkena lingkungan pengoksidasi yang kuat tanpa air sama sekali, itu akan teroksidasi dengan cepat dan bereaksi keras, seringkali bahkan secara spontan menyala. Fenomena seperti itu telah terjadi dalam reaksi titanium dengan pengasapan asam nitrat yang mengandung kelebihan nitrogen oksida dan dengan klorin kering. Jadi untuk mencegah reaksi seperti itu, harus ada sejumlah air.
(3) Tahan panas yang baik
Biasanya aluminium kehilangan sifat aslinya pada 150 ° C, stainless steel kehilangan sifat aslinya pada 310 ° C, dan paduan titanium masih mempertahankan sifat mekanik yang baik di sekitar 500 ° C. Ketika kecepatan pesawat mencapai 2, 7 kali kecepatan suara, suhu permukaan struktur pesawat mencapai 230 ° C, paduan aluminium dan paduan magnesium tidak dapat lagi digunakan, dan paduan titanium dapat memenuhi persyaratan. Titanium memiliki ketahanan panas yang baik dan digunakan dalam cakram dan bilah kompresor mesin aero dan kulit badan pesawat belakang pesawat.
(4) Kinerja suhu rendah yang baik
Kekuatan beberapa paduan titanium (seperti Ti-5AI-2.5SnELI) meningkat dengan penurunan suhu, tetapi plastisitasnya tidak berkurang banyak, dan masih memiliki keuletan dan ketangguhan yang baik pada suhu rendah, yang cocok untuk digunakan pada suhu sangat rendah. Ini dapat digunakan pada mesin roket hidrogen cair dan oksigen cair kering, atau sebagai wadah suhu sangat rendah dan tangki penyimpanan pada pesawat ruang angkasa berawak.
(5) Non-magnetik
Titanium bersifat non-magnetik, digunakan dalam lambung kapal selam dan tidak akan menyebabkan ledakan ranjau.
(6) Konduktivitas termal kecil
Perbandingan konduktivitas termal antara titanium dan logam lain ditunjukkan pada Tabel 2-2.
Tabel 2-2 Perbandingan konduktivitas termal antara titanium dan logam lainnya
Konduktivitas termal titanium kecil, hanya 1/5 baja, 1/13 aluminium, dan 1/25 tembaga. Konduktivitas termal yang buruk adalah kerugian dari titanium, tetapi fitur titanium ini dapat dieksploitasi dalam aplikasi tertentu.
(7) Modulus elastis rendah
Perbandingan modulus elastis titanium dan logam lainnya ditunjukkan pada Tabel 2-3.
Tabel 2-3 Perbandingan modulus elastis antara titanium dan logam lainnya
Modulus elastis titanium hanya 55% dari baja. Ketika digunakan sebagai bahan struktural, modulus elastis rendah adalah kerugian.
(8) Kekuatan tarik dan kekuatan luluh sangat dekat
Kekuatan tarik paduan titanium Ti-6AI-4V adalah 960MPa dan kekuatan luluhnya adalah 892MPa, perbedaan antara keduanya hanya 58MPa, lihat Tabel 2-4.
Tabel 2-4 Perbandingan kekuatan tarik dan kekuatan luluh antara titanium dan logam lainnya
(9) Titanium mudah dioksidasi pada suhu tinggi
Titanium memiliki kekuatan pengikatan yang kuat dengan hidrogen dan oksigen, sehingga perhatian harus diberikan untuk mencegah oksidasi dan penyerapan hidrogen. Pengelasan titanium harus dilakukan di bawah perlindungan argon untuk mencegah kontaminasi. Tabung dan lembaran titanium harus dipanaskan di bawah ruang hampa udara, dan atmosfer pengoksidasi mikro harus dikontrol selama perlakuan panas dari tempa titanium.
(10) Kinerja anti-redaman yang rendah
Lonceng terbuat dari titanium dan bahan logam lainnya (tembaga, baja) dengan bentuk dan ukuran yang sama persis. Jika Anda memukul setiap bel dengan kekuatan yang sama, Anda akan menemukan bahwa bel yang terbuat dari titanium berosilasi untuk waktu yang lama, yaitu, melalui Energi yang diberikan kepada bel tidak mudah dihilangkan oleh pukulan, jadi kami mengatakan bahwa kinerja redaman titanium rendah.
