Titanijum je "poseban" uglavnom zato što kombinuje redak skup svojstava: to jesvjetlo, jaka, visoko otporan na koroziju-, au mnogim medicinskim i industrijskim kontekstima također jevrlo pouzdan i biokompatibilan. Ali to nije magija-njegova posebna reputacija dolazi od toga koliko dobro radi titanijumu zahtevnim okruženjimai kako se ponaša njegova površinska kemija.
1) Veliki naslov: visoka čvrstoća-do-težina
U poređenju sa čelikom, titanijum je tipičnomnogo lakšidok još nudijake mehaničke performanse. Taj odnos snage{1}}i-težine je razlog zašto se titanijum intenzivno koristi u:
vazduhoplovne strukture (gde je svaki kilogram bitan),
visoko{0}}inženjerske komponente,
aplikacije u kojima se mora postići ušteda snage i težine.
U industriji, ovo je važno jer dizajneri ponekad mogu smanjiti ukupnu masu dok ispunjavaju ciljeve za snagu, krutost i izdržljivost-što dovodi do bolje efikasnosti goriva ili nosivosti.
2) Otpornost na koroziju kojoj možete vjerovati
Titanijum je poznat po svojoj sposobnosti otpornosti na koroziju u mnogim teškim okruženjima. Ključni mehanizam je da titanijum formira atanak, stabilan oksidni slojna njegovoj površini. Ovaj pasivni sloj pomaže u zaštiti metala od daljeg propadanja u uslovima kao što su:
izloženost morskoj/slanoj vodi,
mnoga okruženja za hemijsku obradu,
tečnosti u kojima bi drugi metali mogli brže da se kvare, rđaju ili degradiraju.
Ovo nije apsolutno-ponašanje korozije zavisi od razreda legure, stanja površine i specifičnog hemijskog okruženja-ali titanijum se široko bira jer se dobro ponaša tamo gde korozija predstavlja veliki rizik.
3) Veliki potencijal za zamor i izdržljivost (kada su pravilno projektovani)
Titanijum može ponuditi odličnootpornost na zamor, posebno u svemirskim i medicinskim implantatima gdje dijelovi doživljavaju ponovljeno opterećenje tokom godina. Inženjeri obično postižu najbolje rezultate odabirom prave legure titana i kontrolom termičke obrade, završne obrade površine i detalja dizajna (oštri uglovi, loš kvalitet zavara i površinski defekti mogu značajno uticati na vijek trajanja).
Dakle, "poseban" nije samo materijal-već i način na koji se titanijum može proizvesti i obrađivati kako bi se pružio dug vijek trajanja.
4) Biokompatibilnost i ponašanje površine medicinskog{1}}kapa
Titan se obično koristi u medicinskim i dentalnim implantatima (npr. zubni implantati, komponente kuka i koljena, uređaji za{2}}sidrenje kostiju). Njegov oksidni sloj je općenito povoljan za smanjenje neželjenih reakcija, a mnogi titanijumski implantati se oslanjaju napovršinske obrade(poput poroznih premaza ili specifične hrapavosti) za podršku integraciji tkiva.
U industriji, to čini titan vrijednim ne samo zato što je "ne-toksičan", već zato što se može konstruirati zadugotrajni-kontakt sa ljudskim tijelom.
5) Toplotne i temperaturne performanse (posebno za legure)
Neke legure titana zadržavaju korisnu čvrstoću na povišenim temperaturama bolje od mnogih legura aluminijuma. Zbog toga se titanijum pojavljuje u:
dijelovi mlaznih motora,
visoko{0}}komponente vazduhoplovstva,
primjene koje se odnose na performanse izduvnih gasova/motora-(u zavisnosti od nivoa i uslova rada).
Opet, izbor legure i termička obrada su bitni-komercijalno čisti titanijum ponašaju se drugačije od visoko-sistema legure titanijuma kao što je Ti-6Al-4V.
6) Takođe je "poseban" zbog izazova u proizvodnji
Velik dio percipirane vrijednosti dolazi od toga koliko je teško raditi s titanijumom. Titanijum može biti:
teže za rezne alate (mašinsko habanje),
osjetljiviji na kontaminaciju zavarivanja (upijanje kisika/azota može smanjiti svojstva),
zahtjevniji u kontroli kvaliteta i certificiranju.
Budući da je proizvodnja složenija, komponente od titana često zahtijevaju specijalizirane procese (postupci zavarivanja, ne-testiranje bez razaranja, strogi standardi). Poteškoća ima tendenciju povećanja troškova-ali to također znači da titanijum može dati visoke-ishode performansi kada je pravilno projektovan.
7) Brza provjera stvarnosti: titanijum ima kompromise-
Da budemo potpuno precizni: titanijum nije univerzalno „najbolji“ metal.
Može bitiskupou poređenju sa čelikom i mnogim vrstama aluminijuma.
Može biti izazovno za proizvodnju i mašinu.
Ovisno o okolišu, titan i dalje može doživjeti habanje, koroziju u pukotinama ili probleme povezane s galvanskom korozijom kada je uparen s drugim metalima (dizajn to mora riješiti).
Zaključak
Titanijum je poseban jer se jedinstveno kombinujelagana snaga, odlična otpornost na koroziju, snažan potencijal zamora/izdržljivosti, ibiokompatibilnost, dok još uvijek nudidobra sposobnost visokih{0}}temperaturau određenim legurama. Svoju posebnu reputaciju stekao je u industrijama u kojima je pouzdanost u teškim uslovima važnija od niske cijene.
