Mechanische Eigenschaften von Titan:
(1) Die Zugfestigkeit von reinem Titan beträgt 265 ~ 353 MPa, die verfügbare Titanlegierung ist 686-1176 MPa und das aktuelle Maximum beträgt 1764 MPa. Titanlegierungen sind in ihrer Festigkeit mit vielen Stahlplatten vergleichbar, aber die spezifische Festigkeit von Stahl ist Titanlegierungen weit unterlegen.
(2) Die Druckfestigkeit von Titan und Titanlegierungen ist nicht geringer als ihre Zugfestigkeit. Die Druckfestigkeit und Zugfestigkeit von industriellem reinem Titan sind ungefähr gleich, während die Druckfestigkeit von Ti-6AI-4V und Ti-5AI-2.5Sn ist etwas höher als die Zugfestigkeit.
(3) Die Scherfestigkeit beträgt im Allgemeinen 6 0 Prozent ~ 70 Prozent der Zugfestigkeit. Die Druckstreckgrenze von Blechen aus Titan und Titanlegierungen beträgt etwa das 1,2- bis 2,0-fache der Zugfestigkeit.
(4) Unter normaler Atmosphäre beträgt die Dauerfestigkeit von verarbeitetem und geglühtem Titan und Titanlegierungen 0,5 ~ 0,65 Zugfestigkeit. Die Dauerfestigkeit von geglühtem TI-6AI-4V beträgt das 0,2-fache der Zugfestigkeit bei 10 Millionen Ermüdungsversuchen im Kerbzustand (Kt=3,9).
(5) Die Härte der höchsten Reinheit von industriellem reinem Titan beträgt normalerweise weniger als 120 HB (Brinell-Härte), und die Härte von anderem industriell reinem verarbeitetem Titan beträgt 200 ~ 295 HB. Die Härte von reinem Titanguss beträgt 200 ~ 220 HB. Die Härte der Titanlegierung im geglühten Zustand beträgt 32 ~ 38 HRC (Rockwell), was 298 ~ 349 HB entspricht. Die Härte von Ti-5Al-2.5Sn und Ti-6AI-4V im Gusszustand beträgt 320 HB und die der Verunreinigung mit geringem Spiel Ti-6 Al-4V ist 310 HB.
(6) Der Zug-Elastizitätsmodul von industriellem Reintitan beträgt 105 ~ 109 GPa. Der Zug-Elastizitätsmodul der meisten Titanlegierungen im Glühzustand beträgt 110 ~ 120 GPa. Der Zugmodul einer gealterten gehärteten Titanlegierung ist etwas höher als der einer geglühten Titanlegierung, und der Druckmodul ist gleich oder größer als der Zugmodul. Der spezifische Elastizitätsmodul der Titanlegierung ist gleich dem der Aluminiumlegierung, nur an zweiter Stelle nach Beryllium, Molybdän und einigen Superlegierungen.
(7) Der Torsions- oder Schermodul von industriellem Reintitan beträgt 46 GPa und der Schermodul von Titanlegierungen 43 ~ 51 GPa. Um die Festigkeit einer Titanlegierung zu verbessern, wird eine Erhöhung des Gehalts an Zwischengittermaterial schädliche Auswirkungen auf die Schlagfestigkeit und Bruchzähigkeit der Legierung haben. Je nach Art und Zustand der Titanlegierung beträgt der Xia-Kerbschlagzähigkeitswert von denaturiertem industriellem Reintitan 15 ~ 54 J / ㎡ und der Gusszustand beträgt etwa 4 ~ 10 J / ㎡. Die Schlagfestigkeit der Titanlegierung im Glühzustand beträgt 13 ~ 25,8 j / ㎡, und der Alterungszustand ist etwas niedriger. Die V-Kerbschlagzähigkeit von Ti-5AI-2.5Sn im Gusszustand beträgt 10 J/㎡ und die von Ti-6AI-4V beträgt {{18 }}J /㎡. Je niedriger der Sauerstoffgehalt der Titanlegierung ist, desto höher ist der Wert.
(8) Viele Titanlegierungen haben eine sehr hohe Bruchzähigkeit oder die Fähigkeit von Titanlegierungen, einer Rissausbreitung zu widerstehen, ist sehr gut. Ti-6ai-4v ist im geglühten Zustand eine Art Material mit ausgezeichneter Zähigkeit. Wenn der Kerbkonzentrationskoeffizient Kt=25.4mm ist, ist das Verhältnis der Kerbzugfestigkeit zur Zugfestigkeit ohne Kerbe größer als 1.
(9) Eine Titanlegierung kann bei hohen Temperaturen eine gewisse Leistung aufrechterhalten. Allgemeine industrielle Titanlegierungen können ihre Leistung bei 540 Grad aufrechterhalten, können aber nur für kurze Zeit verwendet werden, ein ausreichend langer Temperaturbereich beträgt 450 bis 480 Grad. Titanlegierungen wurden für den Einsatz bei 600 Grad entwickelt. Als Raketenmaterial kann Titanlegierung für lange Zeit bei 540 Grad und für kurze Zeit bei 760 Grad verwendet werden.
(10) Titan und Titanlegierungen können ihre ursprünglichen mechanischen Eigenschaften bei niedrigen und ultraniedrigen Temperaturen beibehalten. Mit sinkender Temperatur nimmt die Festigkeit von Titan und Titanlegierungen zu, während die Duktilität allmählich abnimmt. Viele geglühte Titanlegierungen haben eine ausreichende Duktilität und Bruchzähigkeit bei -195,5 Grad. Ti-5ai-2.5sn mit außergewöhnlich niedrigen Zwischengitterelementen kann bei -252.7 Grad verwendet werden. Das Verhältnis von gekerbter Zugfestigkeit zu nicht gekerbter Zugfestigkeit beträgt 0,95 ~ 1,15 bei -25,7 Grad.
(11) Flüssiger Sauerstoff, flüssiger Wasserstoff und flüssiges Fluor sind wichtige Treibmittel in Flugkörpern und Weltraumgeräten. Die Tieftemperatureigenschaften von Materialien, die zur Herstellung von kryogenen Gasbehältern und kryogenen Strukturen verwendet werden, sind sehr wichtig. Wenn die Mikrostruktur gleichachsig ist und der Gehalt an interstitiellen Elementen (Sauerstoff, Helium, Wasserstoff usw.) gering ist, liegt die Duktilität der Titanlegierung immer noch unter 5 Prozent. Die meisten Titanlegierungen haben eine schlechte Duktilität bei -252,7 Grad, während die Dehnung von Ti-6AI-4V 12 Prozent erreicht.
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