Механические свойства титана

1. Предел прочности чистого титана составляет 265–353 МПа, а обычных титановых сплавов – 686–1176 МПа, в настоящее время до 1764 МПа. Титановые сплавы столь же прочны, как и многие стали, но по удельной прочности стали значительно уступают титановым сплавам.

2. Прочность титана и титановых сплавов на сжатие не менее прочности на растяжение. Предел текучести при сжатии и предел текучести при растяжении промышленного чистого титана примерно равны, тогда как предел текучести при сжатии Ti-6AI-4V и Ti-5AI-2.5Sn составляет немного выше предела прочности.

3. Прочность на сдвиг обычно составляет от 60 процентов до 70 процентов прочности на растяжение. Предел текучести при сжатии листов из титана и титановых сплавов примерно в 1,2–2,0 раза превышает предел прочности при растяжении.

4. В нормальной атмосферной атмосфере предел прочности обработанного и отожженного титана и титановых сплавов составляет от 0,5 до 0,65. При проведении 10 миллиона испытаний на усталость в состоянии с надрезом (Kt=3.9) предел выносливости отожженного Ti-6AI-4V в 0,2 раза превышает предел прочности при растяжении. сила.

5. Твердость промышленно чистого титана высшей степени чистоты обычно составляет менее 120HB (твердость по Бриннелю), а твердость другого промышленно чистого титана составляет от 200 до 295HB. Твердость отливок из чистого титана составляет 200–220HB. Значение твердости титанового сплава в отожженном состоянии составляет 32–38HRC (по Роквеллу), что эквивалентно 298–349HB. Твердость литых Ti-5Al-2.5Sn и Ti-6AI-4V составляет 320HB, а твердость малозазорной примеси Ti{{18} }Al-4Отливки V имеют твердость 310HB.

6. Модуль упругости при растяжении промышленного чистого титана составляет 105~109ГПа. Модуль упругости при растяжении большинства титановых сплавов в отожженном состоянии составляет 110–120 ГПа. Стареющие титановые сплавы имеют несколько более высокий модуль упругости при растяжении, чем в отожженном состоянии, а модуль упругости при сжатии равен или превышает модуль упругости при растяжении. Удельный модуль упругости титанового сплава равен модулю упругости алюминиевого сплава, уступая только бериллию, молибдену и некоторым жаропрочным сплавам.

7. Модуль кручения или сдвига промышленного чистого титана составляет 46 ГПа, а модуль сдвига титанового сплава составляет 43 ~ 51 ГПа. Чтобы улучшить прочность титановых сплавов, увеличение содержания зазора будет иметь вредное влияние на ударную вязкость и вязкость разрушения сплава. В зависимости от типа и состояния титанового сплава значение ударной вязкости по Шарпи для денатурированного промышленного чистого титана составляет 15–54 Дж/м2, а в литейном состоянии оно составляет около 4–10 Дж/м2. Ударная вязкость титанового сплава в отожженном состоянии составляет 13~25,8 Дж/㎡, а в состаренном состоянии несколько ниже. Ударная вязкость по Шарпи с V-образным надрезом для Ti-5AI-2.5Sn в литом состоянии составляет 10 Дж/㎡, а для Ti-6AI-4V составляет 20~. 23 Дж/㎡. Чем ниже содержание кислорода в титановых сплавах, тем выше это значение.

8. Многие титановые сплавы обладают высокой вязкостью разрушения, или, другими словами, титановые сплавы обладают хорошей устойчивостью к распространению трещин. Отожженный Ti-6AI-4V — материал с превосходной прочностью. Когда коэффициент концентрации надреза Kt=25,4 мм, отношение прочности на разрыв с надрезом к прочности на разрыв без надреза больше 1.

9. Титановые сплавы могут сохранять определенные свойства при высоких температурах. Как правило, промышленные титановые сплавы могут сохранять свои свойства при температуре 540 градусов, но их можно использовать лишь в течение короткого времени. Достаточный диапазон температур в течение длительного времени составляет 450 ~ 480 градусов. Титановые сплавы были разработаны для использования при температурах до 600 градусов. В качестве ракетного материала титановый сплав может использоваться при температуре 540 градусов в течение длительного времени и при температуре 760 градусов в течение короткого времени.

10. Титан и титановые сплавы по-прежнему могут сохранять свои первоначальные механические свойства при низких и сверхнизких температурах. С понижением температуры прочность титана и титановых сплавов продолжает возрастать, а пластичность постепенно ухудшается. Многие отожженные титановые сплавы также обладают достаточной пластичностью и вязкостью разрушения при -195,5 градусах. Ti-5AI-2.5Sn, который содержит чрезвычайно мало внедренных элементов, может использоваться при температуре -252.7. Отношение прочности на разрыв с надрезом к прочности на разрыв без надреза составляет 0,95~1,15 при -25,7 градусах.

Жидкий кислород, жидкий водород и жидкий фтор являются важными топливами в ракетах и ​​космических устройствах. Очень важны низкотемпературные свойства материалов, из которых изготовлены криогенные газовые контейнеры и криогенные детали конструкций. При равноосной микроструктуре и очень низком содержании элементов внедрения (кислорода, гелия, водорода и др.) пластичность титановых сплавов все еще превышает 5%. Большинство титановых сплавов имеют плохую пластичность при -252,7 градусах, тогда как удлинение Ti-6AI-4V достигает 12 процентов.

Вышеуказанный контент воспроизведен из Titanium House.