Sepuluh sifat mekanik titanium

Kekuatan tarik titanium murni adalah 265 ~ 353MPa, dan paduan titanium umum adalah 686 ~ 1176MPa, dan maksimum saat ini dapat mencapai 1764MPa. Paduan titanium sebanding kekuatannya dengan banyak baja, tetapi kekuatan spesifik baja jauh lebih sedikit daripada paduan titanium....

Kekuatan tarik titanium murni adalah 265 ~ 353MPa, dan paduan titanium umum adalah 686 ~ 1176MPa, dan maksimum saat ini dapat mencapai 1764MPa. Paduan titanium sebanding kekuatannya dengan banyak baja, tetapi kekuatan spesifik baja jauh lebih sedikit daripada paduan titanium.

Kekuatan tekan paduan titanium dan titanium tidak lebih rendah dari kekuatan tariknya. Kekuatan luluh tekan dan tarik titanium murni industri kira-kira sama, sedangkan kekuatan tekan Ti-6AI-4V dan Ti-5AI-2.5Sn sedikit lebih tinggi dari kekuatan tarik.

Kekuatan geser umumnya 60% hingga 70% dari kekuatan tarik. Kekuatan luluh tekan lembaran paduan titanium dan titanium adalah sekitar 1, 2 hingga 2, 0 kali kekuatan tarik.

Di bawah atmosfer atmosfer normal, batas daya tahan paduan titanium dan titanium yang diproses dan dianil adalah kekuatan tarik 0, 5 hingga 0, 65. Batas daya tahan Ti-6AI-4V anil adalah 0,2 kali kekuatan tarik ketika mengalami 10 juta tes kelelahan dalam keadaan berlekuk (Kt = 3,9).

Kekerasan titanium murni industri olahan tingkat kemurnian tertinggi biasanya kurang dari 120HB (kekerasan Brinell), dan kekerasan titanium olahan murni industri lainnya adalah 200 hingga 295HB. Kekerasan coran titanium murni adalah 200-220HB. Nilai kekerasan paduan titanium dalam keadaan anil adalah 32-38HRC (Rockwell), yang setara dengan 298-349HB. Kekerasan ti-5Al-2.5Sn dan Ti-6AI-4V as-cast adalah 320HB, dan kekerasan pengecoran Ti-6Al-4V pengotor interstisial rendah adalah 310HB.

Modulus elastis tarik titanium murni industri adalah 105 hingga 109 GPa. Modulus elastis tarik dari sebagian besar paduan titanium dalam keadaan anil adalah 110 hingga 120 GPa. Paduan titanium yang dikeraskan usia memiliki modulus elastis tarik yang sedikit lebih tinggi daripada dalam keadaan anil, dan modulus elastis tekan sama dengan atau lebih besar dari modulus elastis tarik. Modulus elastis spesifik dari paduan titanium sama dengan paduan aluminium, kedua setelah berilium, molibdenum, dan beberapa superalloy.

Modulus torsional atau geser titanium murni industri adalah 46GPa, dan modulus geser paduan titanium adalah 43-51GPa. Untuk meningkatkan kekuatan paduan titanium, meningkatkan kandungan interstisial akan memiliki efek yang merugikan pada ketahanan benturan dan ketangguhan fraktur paduan. Tergantung pada jenis dan keadaan paduan titanium, kekuatan impak berlekuk Charpy dari titanium murni industri terdenaturasi adalah 15-54J / ㎡, dan sekitar 4-10J / ㎡ dalam keadaan cor. Kekuatan tumbukan paduan titanium dalam keadaan anil adalah 13-25,8J/㎡, dan keadaan penuaan sedikit lebih rendah. Kekuatan dampak Charpy V-notch dari as-cast Ti-5AI-2.5Sn adalah 10J/㎡, dan Ti-6AI-4V adalah 20-23J/㎡. Semakin rendah kandungan oksigen dari paduan titanium, semakin tinggi nilainya.

Banyak paduan titanium memiliki ketangguhan patahan yang tinggi, atau kemampuan paduan titanium untuk menahan perambatan retak sangat baik. Ti-6AI-4V yang dianil adalah bahan dengan ketangguhan yang sangat baik. Ketika faktor konsentrasi takik Kt = 25.4mm, rasio kekuatan tarik berlekuk dengan kekuatan tarik tidak berlekuk lebih besar dari 1.

Paduan titanium dapat mempertahankan sifat-sifat tertentu pada suhu tinggi. Paduan titanium industri umum dapat mempertahankan sifat-sifatnya pada suhu 540 °C, tetapi hanya untuk aplikasi jangka pendek, dan kisaran suhu untuk waktu yang lama adalah 450-480 °C. Paduan titanium untuk digunakan pada suhu hingga 600 °C telah dikembangkan. Sebagai bahan rudal, paduan titanium dapat digunakan untuk waktu yang lama pada suhu 540 °C, dan juga dapat digunakan untuk waktu yang singkat pada suhu 760 °C. Sifat suhu tinggi dari beberapa paduan titanium ditunjukkan pada Tabel 2-7.

Paduan titanium dan titanium masih dapat mempertahankan sifat mekanik aslinya pada suhu rendah dan sangat rendah. Ketika suhu menurun, kekuatan paduan titanium dan titanium meningkat terus menerus, sementara keuletan secara bertahap memburuk. Banyak paduan titanium anil juga memiliki keuletan dan ketangguhan fraktur yang cukup pada -195,5 °C. Ti-5AI-2.5Sn dengan elemen interstisial ekstra rendah dapat digunakan pada -252,7 °C. Rasio kekuatan tarik berlekuknya dengan kekuatan tarik yang tidak tergoyahkan adalah 0,95 hingga 1,15 pada -25,7°C.

Oksigen cair, hidrogen cair, dan fluor cair adalah propelan penting dalam rudal dan perangkat ruang angkasa. Sifat suhu rendah dari bahan yang digunakan untuk membuat wadah gas suhu rendah dan struktur suhu rendah sangat penting. Ketika struktur mikro sama dan kandungan unsur interstisial (oksigen, helium, hidrogen, dll.) sangat rendah, keuletan paduan titanium masih di atas 5%. Sebagian besar paduan titanium memiliki keuletan yang buruk pada -252,7 °C, sedangkan Ti-6AI-4V mencapai perpanjangan 12%.