Ventajas y desventajas del material de titanio.
Ventajas y desventajas del material de titanio.
Los materiales de aleación de titanio tienen excelentes propiedades y son ampliamente utilizados en la industria aeroespacial y otros campos importantes y campos civiles, la promoción y aplicación de materiales de aleación de titanio y titanio es muy importante. En el mismo campo de aplicación, actualmente también se utilizan acero inoxidable, materiales de aleación de cobre y materiales de aleación a base de níquel. Sin embargo, los materiales de aleación de titanio son materiales excelentes en términos de resistencia específica, resistencia a la corrosión y resistencia a altas temperaturas. Al mismo tiempo, los materiales de aleación de titanio tienen ventajas de aplicación absolutas en comparación con otros materiales en términos de precio de materia prima, producción de materia prima, costo de procesamiento y volumen de procesamiento de titanio.
1. Excelentes propiedades de las aleaciones de titanio.
1.1 alta fuerza específica
Comparación de densidad y resistencia específica entre el titanio y otros materiales metálicos
| Metal | Titanio | Acero | Aluminio | Cobre |
| Densidad (g/cm3) | 4.5 | 7.8 | 2.7 | 8.9 |
| Fuerza específica (promedio) | 29 | 23 | 21 | 7 |
Comparación de la resistencia a la tracción y el límite elástico entre el titanio y otros metales
| Fortaleza | Titanio Ti-6Al4v | Acero inoxidable 316L | Aleación de aluminio | Aleación de cobre |
| Resistencia a la tracción (Mpa) | 960 | 620 | 470 | 550 |
| Límite elástico (Mpa) | 892 | 310 | 294 | 210 |
1.2 Excelente resistencia a la corrosión
Prueba de corrosión por erosión de agua de mar a alta velocidad
Material | Tasa de corrosión | profundidad de corrosión local /mm | Marca | |
| g/(m2*d) | mm/año | |||
| GR2 | 0 | - | 0 | Sin corrosión en la superficie |
| TC4 | 0 | 0 | 0 | Sin corrosión en la superficie |
| B30 | 0.14 | 0.005 | 0.04 | ligeramente corroído |
| H59 | 1.20 | 0.052 | 0.20 | ligeramente corroído |
| Cobre puro | 19.88 | 0.811 | 0.35 | corrosión desigual |
1.3 no magnético
La propiedad no magnética del material de aleación de titanio puede mejorar el rendimiento de interferencia antimagnética del equipo, aumentar la ocultación y garantizar que se pueda aplicar a proyectiles de submarinos y barcos.
1.4 Excelente biocompatibilidad y bajo módulo elástico
Comparación del módulo de elasticidad del titanio y otros materiales metálicos
Metal | Titanio puro | Aleación de titanio | acero inoxidable | acero de carbón liso |
| Módulo elástico/Gpa | 106.3 | 113.2 | 199.9 | 205.8 |
En comparación con el acero inoxidable y otros materiales, la aleación de titanio tiene un módulo de elasticidad bajo, excelente biocompatibilidad y capacidad de procesamiento. En los últimos años, se ha convertido en un material estructural funcional ideal para implantes quirúrgicos. Con el progreso de la ciencia y la tecnología y la profundización de la aplicación clínica, los dispositivos médicos se están desarrollando hacia una vida útil prolongada, multifuncionales, livianos y de bajo costo, por lo que la aleación de titanio es el material ideal.
1.5 alta resistencia al impacto y a la fatiga
La alta resistencia a impactos y fatiga puede mejorar la capacidad del equipo para resistir cargas estáticas y dinámicas y la capacidad de resistir el impacto periódico del agua de mar.
2. Desventajas y deficiencias de las aplicaciones de titanio y aleaciones de titanio.
2.1 mala resistencia al desgaste y baja dureza superficial de la aleación de titanio
Para las piezas con movimiento relativo, la escasa resistencia al desgaste y la baja dureza superficial de la aleación de titanio se han convertido en el cuello de botella que restringe la aplicación. La dureza de la superficie y la resistencia al desgaste se pueden mejorar mediante el endurecimiento de la superficie. Como la pulverización térmica, la nitruración por plasma, la deposición de vapor, la nitruración en baño de sal y otros métodos. Por ejemplo, usando un método de deposición de vapor, el espesor del recubrimiento alcanza 2~3um, la dureza es mayor a 2000hv y la rugosidad de la superficie Ra menor o igual a 0.8, lo que mejora la dureza y la resistencia al desgaste.
La aleación de titanio 2.2 tiene buena biocompatibilidad y los microorganismos son fáciles de adherir
Los materiales de aleación de titanio tienen buena biocompatibilidad, no son tóxicos e inofensivos, lo que facilita la adhesión de microorganismos a temperatura ambiente alta. Se pueden utilizar recubrimientos antiadherentes (pintura anticorrosiva, pintura antiincrustante, etc.). Por ejemplo, la fuerza de adhesión de la capa inferior se puede aumentar de 5 a 6 mpa a más de 10 MPa después de usar algunos recubrimientos antiadherentes.
2.3 Diferencia de potencial entre la aleación de titanio y otros metales
Cuando la aleación de titanio se combina con otros materiales estructurales, el potencial de corrosión natural de la aleación de titanio en el agua de mar es más alto que el de todos los materiales estructurales comúnmente utilizados, por lo que otros materiales estructurales son propensos a la corrosión, lo cual es un problema a considerar en la selección de Componentes de aleación de titanio en estructuras offshore. Se puede adoptar un tratamiento de aislamiento, como recubrimiento de pintura aislante, oxidación anódica, oxidación por micro arco o recubrimiento por deposición de vapor. Por ejemplo, el método de oxidación por micro arco puede generar una película de óxido de 10-20mm de espesor y mejorar la resistividad de la superficie.
