Titanyum, periyodik tabloda atom numarası 22 olan, dördüncü döngünün bir alt grup elementi yani IVB grubu olan bir elementtir. Titanyumun yanı sıra bu grubun elementleri arasında yüksek erime noktası ve oda sıcaklığında yüzeylerinde stabil bir oksit filmi oluşması ortak özelliğini paylaşan zirkonyum ve hafniyum da bulunur.
1, düşük yoğunluklu, yüksek mukavemetli, yüksek spesifik mukavemetli
Titanyumun yoğunluğu 4,51 g/cm3'tür, %57'si çeliktir, titanyum alüminyumdan iki kat daha hafiftir, alüminyumdan üç kat daha güçlüdür. Titanyum alaşımının özgül mukavemeti (mukavemet / yoğunluk oranı) en büyük endüstriyel alaşımlarda yaygın olarak kullanılır (bkz. Tablo 1), titanyum alaşımının özgül mukavemeti paslanmaz çeliğin 3,5 katı, alüminyum alaşımının 1,3 katı, magnezyum alaşımının 1,7 katıdır, yani Havacılık ve uzay endüstrisinin malzemesinin yapısı esastır.
2, Mükemmel korozyon direnci
Titanyumun pasifliği, oksitleyici ortamda indirgeyici ortama göre çok daha iyi korozyon direncine sahip olan bir oksit filminin varlığına bağlıdır. İndirgeyici ortamlarda yüksek oranda korozyon meydana gelir. Titanyum, deniz suyu, ıslak klor gazı, klorit ve hipoklorit çözeltileri, nitrik asit, kromik asit, metal klorürler, sülfürler ve organik asitler gibi bazı aşındırıcı ortamlarda korozyona uğramaz. Bununla birlikte, hidrojen üretmek üzere titanyumla reaksiyona giren ortamlarda (örn. hidroklorik ve sülfürik asitler), titanyum genellikle daha yüksek bir korozyon oranına sahiptir. Ancak aside az miktarda oksitleyici madde eklenirse titanyum yüzeyinde bir pasifleştirme filmi oluşur. Bu nedenle titanyum, güçlü sülfürik asit-nitrik asit veya hidroklorik asit-nitrik asit karışımlarında ve hatta serbest klor içeren hidroklorik asitte bile korozyona dayanıklıdır. Titanyumun koruyucu oksit filmi genellikle metalin suyla, hatta küçük miktarlarda su veya su buharıyla karşılaştığında oluşur. Titanyum, suyun tamamen bulunmadığı güçlü oksitleyici bir ortama maruz kalırsa, hızlı oksidasyon meydana gelir ve sıklıkla şiddetli reaksiyonlar, hatta kendiliğinden yanma meydana gelir. Bu tür olaylar, titanyumun fazla nitrojen oksit içeren dumanlı nitrik asitle reaksiyona girmesi ve titanyumun kuru klor gazı ile reaksiyona girmesiyle ortaya çıkmıştır. Bu nedenle bu tür reaksiyonların önlenmesi için belli miktarda nemin olması gerekir.
3, İyi ısı direnci
Genellikle 150 derecede alüminyum, 310 derecede paslanmaz çelik orijinal performansın kaybıdır ve 500 derecede titanyum alaşımları hala iyi mekanik özellikleri korur. Uçak hızı ses hızının 2,7 katına ulaştığında, uçak yapısının yüzey sıcaklığı 230 dereceye ulaşır, alüminyum alaşımları ve magnezyum alaşımları kullanılamaz, titanyum alaşımları ise gereksinimleri karşılayabilir. Titanyumun ısı direnci iyidir, uçak motoru kompresör diskleri ve kanatlarında ve uçağın arka gövde kaplamasında kullanılır.
4, İyi düşük sıcaklık performansı
Bazı titanyum alaşımları (Ti-5AI-2.5SnELI gibi) sıcaklığın azalması ve artmasıyla mukavemet kazanır, ancak plastisite çok fazla azalmaz, düşük sıcaklıklarda hala iyi süneklik ve tokluk vardır, uygun ultra düşük sıcaklıklarda kullanım için. Kuru sıvı hidrojen ve sıvı oksijen roket motorlarında veya ultra düşük sıcaklıktaki kaplar ve depolama tanklarının kullanımı için insanlı uzay araçlarında kullanılabilir.
5, manyetik olmayan
Titanyum manyetik değildir, denizaltı kabuklarında kullanılır, mayın patlamasına neden olmaz.
6, küçük termal iletkenlik
Titanyumun ısıl iletkenliği küçüktür, çeliğin yalnızca 1/5'i, alüminyumun 1/13'ü, bakırın 1/25'i. zayıf ısı iletkenliği titanyumun bir dezavantajıdır ancak bazı durumlarda titanyumun bu özelliğini kullanabilirsiniz.
7, düşük esneklik modülü
Titanyumun elastisite modülü çeliğin sadece %55'i kadardır, yapısal bir malzeme olarak elastisite modülünün düşük olması dezavantajdır.
8, çekme mukavemeti ve akma mukavemeti
Çok yakınTi-6AI-4V titanyum alaşımının çekme mukavemeti 960MPa, akma mukavemeti 892MPa olup ikisi arasındaki fark yalnızca 58MPa'dır.
9, Titanyum yüksek sıcaklıklarda kolayca oksitlenir.
Titanyum ve hidrojen-oksijen bağlanma kuvveti güçlüdür, oksidasyonu ve hidrojen emilimini önlemeye dikkat etmeliyiz. Kirlenmeyi önlemek için titanyum kaynağı argon koruması altında yapılmalıdır. Titanyum tüp ve levha vakum altında ısıl işleme tabi tutulmalı, mikro oksitleyici atmosferi kontrol etmek için titanyum dövme ısıl işlem görmelidir.
10, düşük sönümleme direnci
Titanyum ve diğer metal malzemelerden (bakır, çelik) yapılmış saat ile aynı şekil ve boyutta, her saati aynı kuvvetle vurduğunuzda, titanyumdan yapılmış saatin uzun bir süre boyunca sese kadar salındığını göreceksiniz. saate verilen enerjinin yok olması kolay değil, dolayısıyla titanyumun sönümleme performansının düşük olduğunu söylüyoruz.
