Titanyumun mekanik özellikleri
1. Saf titanyumun gerilme mukavemeti 265~353MPa'dır ve genel titanyum alaşımlarının çekme mukavemeti 686~1176MPa'dır, şu anda 1764MPa'ya kadar çıkmaktadır. Titanyum alaşımları birçok çelik kadar güçlüdür ancak çeliğin özgül mukavemeti titanyum alaşımlarından çok daha düşüktür.
2. Titanyum ve titanyum alaşımlarının basınç dayanımı, çekme dayanımından daha az değildir. Endüstriyel saf titanyumun basınç akma dayanımı ve çekme akma dayanımı yaklaşık olarak eşitken, Ti-6AI-4V ve Ti-5AI-2.5Sn'nin basınç dayanımı şu şekildedir: çekme mukavemetinden biraz daha yüksektir.
3. Kesme mukavemeti genellikle çekme mukavemetinin yüzde 60 ila yüzde 70'i arasındadır. Titanyum ve titanyum alaşımlı levhaların basınç akma mukavemeti, çekme mukavemetinin yaklaşık 1,2 ila 2,0 katıdır.
4. Normal atmosferik atmosfer altında, işlenmiş ve tavlanmış titanyum ve titanyum alaşımlarının dayanıklılık sınırı 0,5 ila 0,65 çekme dayanımıdır. Çentikli durumda (Kt=3.9) 10 milyon yorulma testine tabi tutulduğunda, tavlanmış Ti-6AI-4V'nin dayanıklılık sınırı, gerilmenin 0,2 katıdır kuvvet.
5. Endüstriyel olarak saf titanyumun en yüksek saflık derecesinin sertliği genellikle 120HB'den (Brinnell sertliği) azdır ve diğer endüstriyel olarak saf titanyumun sertliği 200 ila 295HB'dir. Saf titanyum dökümlerin sertliği 200~220HB'dir. Tavlanmış durumdaki titanyum alaşımının sertlik değeri 32~38HRC'dir (Rockwell), bu da 298~349HB'ye eşdeğerdir. Döküm Ti-5Al-2.5Sn ve Ti-6AI-4V'nin sertliği 320HB'dir ve düşük boşluklu yabancı madde Ti{{18}'nin sertliği }Al-4V dökümleri 310HB'dir.
6. Endüstriyel saf titanyumun çekme elastik modülü 105~109GPa'dır. Tavlanmış durumdaki çoğu titanyum alaşımının çekme elastik modülü 110 ~ 120GPa'dır. Yaşlanmayla sertleştirilmiş titanyum alaşımları, tavlanmış duruma göre biraz daha yüksek bir çekme elastik modülüne sahiptir ve basınç elastik modülü, çekme elastik modülüne eşit veya ondan daha büyüktür. Titanyum alaşımının spesifik elastik modülü alüminyum alaşımına eşittir ve berilyum, molibden ve bazı yüksek sıcaklık alaşımlarından sonra ikinci sıradadır.
7. Endüstriyel saf titanyumun burulma veya kayma modülü 46GPa'dır ve titanyum alaşımının kayma modülü 43~51GPa'dır. Titanyum alaşımlarının mukavemetini arttırmak için boşluk içeriğini arttırmak alaşımın darbe direnci ve kırılma tokluğu üzerinde zararlı etkiler yaratacaktır. Titanyum alaşımının türüne ve durumuna bağlı olarak, denatüre endüstriyel saf titanyumun Charpy çentik darbe mukavemeti değeri 15~54J/㎡'dir ve döküm durumunda yaklaşık 4~10J/㎡'dir. Titanyum alaşımının tavlanmış durumdaki darbe dayanımı 13~25,8J/㎡'dir ve yaşlı durumdaki darbe mukavemeti biraz daha düşüktür. Ti-5AI-2.5Sn'nin kullanım durumundaki Charpy V-çentik darbe gücü 10J/㎡ ve Ti-6AI-4V'ninki ise 20~ 23J/㎡. Titanyum alaşımlarının oksijen içeriği ne kadar düşük olursa bu değer o kadar yüksek olur.
8. Birçok titanyum alaşımı yüksek kırılma tokluğuna sahiptir veya başka bir deyişle titanyum alaşımları çatlak ilerlemesine karşı iyi bir dirence sahiptir. Tavlanmış Ti-6AI-4V mükemmel dayanıklılığa sahip bir malzemedir. Çentik konsantrasyon katsayısı Kt=25.4mm olduğunda, çentikli çekme mukavemetinin çentiksiz çekme mukavemetine oranı 1'den büyüktür.
9. Titanyum alaşımları yüksek sıcaklıklarda belirli özelliklerini koruyabilir. Genellikle endüstriyel titanyum alaşımları 540 derece sıcaklıkta özelliklerini koruyabilmektedir ancak kısa süreliğine kullanılabilirler. Uzun süre yeterli sıcaklık aralığı 450~480 derecedir. Titanyum alaşımları 600 derece sıcaklıkta kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Füze malzemesi olarak titanyum alaşımı 540 derece sıcaklıkta uzun süre, 760 derece sıcaklıkta kısa süre kullanılabilmektedir.
10. Titanyum ve titanyum alaşımları, düşük ve ultra düşük sıcaklıklarda orijinal mekanik özelliklerini hala koruyabilmektedir. Sıcaklık düştükçe titanyum ve titanyum alaşımlarının mukavemeti artmaya devam ederken süneklik giderek kötüleşir. Tavlanmış titanyum alaşımlarının çoğu aynı zamanda -195,5 derecede yeterli sünekliğe ve kırılma tokluğuna sahiptir. Son derece düşük geçiş elemanları içeren Ti-5AI-2.5Sn, -252.7 derecede kullanılabilir. Çentikli gerilme mukavemetinin çentiksiz gerilme mukavemetine oranı -25,7 derecede 0,95~1,15'tir.
Sıvı oksijen, sıvı hidrojen ve sıvı flor, füzelerde ve uzay cihazlarında kullanılan önemli itici gazlardır. Kriyojenik gaz kapları ve kriyojenik yapısal parçaların yapımında kullanılan malzemelerin düşük sıcaklık özellikleri çok önemlidir. Mikroyapı eşeksenli olduğunda ve ara elementlerin (oksijen, helyum, hidrojen vb.) içeriği çok düşük olduğunda, titanyum alaşımlarının sünekliği hala yüzde 5'in üzerindedir. Titanyum alaşımlarının çoğu -252,7 derecede zayıf sünekliğe sahipken Ti-6AI-4V'nin uzaması yüzde 12'ye ulaşır.
Yukarıdaki içerik Titanium House'tan kopyalanmıştır.
