1. Mehanske lastnosti pri sobni temperaturi (25 stopinj)
Komercialno čist (CP) titan (npr. GR.1/GR.2)
CP titan ima eno -fazno mikrostrukturo pri sobni temperaturi. Njegova natezna trdnost se giblje od 240–485 MPa (GR.1 do GR.2), z vrednostmi raztezka 20–30 % in visoko lomno žilavostjo (večja ali enaka 60 MPa·m¹/²). V lastnostih prevladujejo intersticijski elementi (O, N, C): večja vsebnost kisika poveča trdnost, vendar zmanjša duktilnost. Pri sobni temperaturi ima CP titan dobro sposobnost oblikovanja in odpornost proti koroziji, zaradi česar je primeren za aplikacije brez-visokih-obremenitev, kot so kemični cevovodi in medicinski vsadki
.+ Titanove zlitine (npr. GR.5/Ti-6Al-4V)
GR.5 ima dvofazno strukturo pri sobni temperaturi. V žarjenem stanju njegova natezna trdnost doseže 860–900 MPa, meja tečenja ~800 MPa, raztezek ~10–15 % in utrujenostna trdnost (10⁷ ciklov) ~400 MPa. Uravnotežena + mikrostruktura zagotavlja-kompromis med trdnostjo, duktilnostjo in žilavostjo, medtem ko njen nizek modul elastičnosti (110 GPa, ~50 % jekla) zmanjšuje zaščito pred napetostjo v biomedicinskih vsadkih in izboljšuje dušenje tresljajev v letalskih strukturah.
2. Mehanske lastnosti pri visokih temperaturah (200 stopinj/300 stopinj)
Zmanjšanje trdnosti in togosti
Pri 200 stopinjah se natezna trdnost žarjenega GR.5 zmanjša za ~10–15 % (na 750–780 MPa) v primerjavi s sobno temperaturo, pri 300 stopinjah pa pade za ~20–25 % (na 650–700 MPa). Meja tečenja se prav tako zmanjša (na ~700 MPa pri 200 stopinjah in ~600 MPa pri 300 stopinjah) zaradi povečane mobilnosti dislokacij in zmanjšanih medatomskih veznih sil. Modul elastičnosti titana pada linearno s temperaturo (od 110 GPa pri sobni temperaturi do ~105 GPa pri 200 stopinjah in ~100 GPa pri 300 stopinjah), kar zmanjšuje strukturno togost.
Odpornost proti lezenju
Lezenje (časovno-odvisna plastična deformacija pod konstantno obremenitvijo) postane opazno pri temperaturah nad 200 stopinj za titanove materiale. Titan CP ima slabo odpornost proti lezenju pri 300 stopinjah in ne more vzdržati dolgotrajnih-statičnih obremenitev, medtem ko + zlitine, kot je GR.5, izkazujejo boljšo zmogljivost glede lezenja: pod obremenitvijo 200 MPa pri 300 stopinjah je njegova deformacija lezenja po 1000 urah manjša od 0,1 %, kar izpolnjuje zahteve ohišij letalskih motorjev in izpušnih komponent (ki običajno delujejo pod 400 stopinj ). -žarjenega GR.5 ima višjo odpornost proti lezenju kot žarjenih ali STA razredov pri 300 stopinjah zaradi svoje lamelne + mikrostrukture, ki ovira gibanje dislokacij.
Spremembe duktilnosti in žilavosti
Raztezek GR.5 se nekoliko poveča pri 200 stopinjah (na ~15–18 %) zaradi zmanjšanega utrjevanja, pri 300 stopinjah pa se začne zmanjševati (na ~10–12 %), ko drsenje po mejah zrn in krhkost, povzročena-z oksidacijo, postaneta vidni. Tudi lomna žilavost se zmanjša za ~10 % pri 300 stopinjah, saj visoke temperature spodbujajo nastanek mikropraznin na faznih mejah.
3. Mehanske lastnosti pri kriogenih temperaturah (-196 stopinj)
Povečanje močiPri -196 stopinjah se natezna trdnost žarjenega GR.5 poveča na ~1100–1200 MPa (30–40 % dvig od sobne temperature), meja tečenja pa naraste na ~950–1000 MPa. CP titan (GR.2) prav tako opazi povečanje trdnosti (natezna trdnost s 485 MPa pri sobni temperaturi na ~600 MPa pri -196 stopinjah). To je zato, ker kriogene temperature zmanjšajo mobilnost dislokacij, povečajo trenje mrežne napetosti in zavirajo nastanek mikrorazpok, ki jih povzroči deformacija, kar vodi do izrazitega delovnega utrjevanja med plastično deformacijo.
Izboljšanje duktilnosti in žilavosti
Za razliko od jekla ali aluminija (ki izgubita duktilnost pri -196 stopinjah) materiali iz titana ohranijo ali celo izboljšajo duktilnost in žilavost pri kriogenih temperaturah. Raztezek GR.5 se poveča na ~15–20 % pri -196 stopinjah (od 10–15 % pri sobni temperaturi), lomna žilavost pa se poveča za ~20–30 % (na Več ali enako 70 MPa·m¹/²). Raztezek CP titana doseže 25–30 % pri -196 stopinjah, brez znakov krhkega prehoda. To je posledica stabilnosti -faze pri kriogenih temperaturah (ni krhkosti zaradi fazne transformacije) in zatiranja vodikove krhkosti (difuzija vodika je pri nizkih temperaturah zavrta).
Utrujenost in udarna zmogljivost
Kriogene temperature povečajo tudi odpornost proti utrujenosti GR.5: njegova 10⁷-ciklična trdnost se poveča na ~500–550 MPa pri -196 stopinjah (s 400 MPa pri RT). Udarna žilavost (Charpyjev V-zarez) naraste od ~40 J pri RT do ~60 J pri -196 stopinjah, zaradi česar je primeren za kriogene aplikacije, kot so rezervoarji za shranjevanje tekočega zemeljskega plina (LNG), rezervoarji za raketno gorivo in nosilci superprevodnih naprav.
