1. Kaj škodi titaniju?
Močno zmanjševanje kislin in kompleksnih sredstev: Medtem ko se Titanium upira koroziji iz vode, slane vode in blagih kislin (npr. Žveplova kislina pri nizkih koncentracijah), je ranljiva za visoko koncentrirane redukcijske kisline, kot je vroča, koncentrirana klorovodikova kislina (HCl) ali hidrofluorna kislina (HF). HF je še posebej škodljiv, saj reagira s titanom, da tvori topne fluorotitanatne spojine, s čimer razgradi zaščitno oksidno plast kovine.
Visoka - temperaturna oksidacija (zgoraj ~ 600 stopinj /1112 stopinj F): Titan tvori tanko, stabilno oksidno plast (TiO₂) pri sobni temperaturi, ki preprečuje nadaljnjo korozijo. Vendar pa se pri temperaturah, ki presegajo 600 stopinj, ta plast hitro zgosti in postane krhka, kar vodi do "širjenja" (lusk oksidne plasti). Nad 800 stopinj se lahko titanij celo vžge v zraku, če je izpostavljen visoki ravni kisika, kar povzroči katastrofalno škodo.
Mehansko preobremenitev ali utrujenost: Tako kot vse kovine se bo tudi titanij plastično (trajno) deformiral, če bo podvržen stresu, ki presega moč donosa, in se zlomi, če stres presega njegovo končno natezno trdnost. Prav tako je dovzetna zaodpoved utrujenostiPri večkratnem cikličnem obremenitvi (npr. Vibracije v vesoljskih komponentah), še posebej, če obstajajo površinske okvare (razpoke, praske), ki delujejo kot koncentratorji napetosti.
Galvanska korozija (v določenih parih): Titanium je plemenita kovina (nizka elektrokemična potencial), vendar lahko deluje kot katoda v galvanskih celicah, če je seznanjena z bolj aktivnimi kovinami (npr. Aluminij, magnezij, cink) v prevodnem okolju (npr. Slana voda). To pospešuje korozijo aktivne kovine, čeprav sam titanium ostaja v glavnem ne vpliva -, če pa aktivna kovina popolnoma korodira, je titanium sčasoma izpostavljen bolj agresivnim pogojem.
2. Ali se titanij krči, ko je hladen?
Povprečni linearni CTE komercialno čistega titana (razred 2) med 20 stopinj (68 stopinj F) in 500 stopinj (932 stopinj F) je približno 8,6 × 10⁻⁶ na stopnjo (4,8 × 10⁻⁶ na stopinjo F).
Ko se ohladi pod sobno temperaturo (npr. Do kriogenih temperatur, kot je -196 stopinj /-321 stopinj F za tekoče uporabo dušika), se titanij še naprej zmanjšuje, čeprav hitrost krčenja pri izjemno nizkih temperaturah rahlo upočasni.
3. Katere so slabe lastnosti titana?
Visoki stroški: Titan je bistveno dražji od običajnih kovin, kot sta jeklo ali aluminij. To je posledica zapletenosti njegove ekstrakcije (titanova ruda zahteva energijo - intenzivna obdelava za proizvodnjo čiste gobice iz titana) in proizvodnje (titanium je težko obdelati, zvariti in oblikovati, povečati stroške proizvodnje).
Slaba obdelovalnost: Visoka trdnost titana, nizka toplotna prevodnost in nagnjenost k rezanju orodij za "gumi" otežujejo obdelavo. Med obdelavo se toplota hitro nabere na orodju - vmesnik obdelovanca (ker Titanium ne razprši toplote), kar vodi do hitrega obrabe orodja, počasnejših hitrosti rezanja in višjih stroškov obdelave. Za ublažitev tega so potrebna specializirana orodja (npr. Karbidni vložki z ostrimi robovi) in hladilniki.
Odpornost z nizko obrabo (brez premazov): Titanijeva površina je razmeroma mehka v primerjavi z obrabo - odporne kovine, kot sta utrjeno jeklo ali volframova karbid. V aplikacijah, ki vključujejo drsni ali abrazivni stik (npr. Ležaji, prestave), se bo neobdelani titanij hitro obrabil, kar bo vodilo do zmanjšane življenjske dobe. Za reševanje tega pogosto potrebujejo površinsko obdelavo (npr. Plazemsko brizganje, nitriranje), da se izboljša odpornost proti obrabi - dodajanje stroškov in zapletenosti.
Limited High - temperaturna zmogljivost (zgoraj ~ 600 stopinj /1112 stopinj F): Kot smo že omenili, se titanijeva oksidna plast razpade nad 600 stopinj, kar vodi do oksidacije in potencialnega vžiga. To izključuje za visoke - temperaturne aplikacije, kot so komore za zgorevanje reaktivnega motorja (kjer temperature presegajo 1000 stopinj), ki se zanašajo na superale (npr. Nikelj - zlitine).
Dovzetnost za ebritlement vodika (v določenih pogojih): Titanij lahko absorbira vodik iz okolja, ki vsebujejo vlago, kisline ali ogljikovodike (npr. Med varjenjem z vlažnimi elektrodami ali izpostavljenostjo vodikovemu plinu pri visokem tlaku). Absorbirani vodik tvori krhke hidridne faze (TIH₂) znotraj kovine, kar zmanjšuje duktilnost in žilavost ter povečuje tveganje za nenadno zlom, zlasti pod stresom.
4. Ali se bo titanium prekinil pod pritiskom?
Statični tlak (tlačni stres): Titanium ima visoko tlačno trdnost - na primer komercialno čisti titanij (razred 2) ima tlačno trdnost ~ 700 MPa in visoke zlitine -, kot je TI-6AL-4V (razred 5), imajo stiskalne trdnosti, ki presegajo 1000 MPA. Pod statičnim tlakom pod trdnostjo tlačnega donosa se bo titan elastično deformiral (vrnil se v prvotno obliko, ko se tlak odstrani). Če tlak presega trdnost tlačnega donosa, se bo plastično (trajno) deformirala. Če pritisk še naprej narašča zunaj njegakončna tlačna trdnost(Običajno nekoliko višji od njegove končne natezne trdnosti), titanij se bo zlomil (prekinil) pod stiskanjem -, čeprav to zahteva izjemno visok tlak (npr. Na deset tisoč psi).
Dinamični tlak (udarna ali udarna obremenitev): Titanium je razmeroma trd (odporen proti zlomu pod nenadnim udarcem), vendar se lahko še vedno zlomi, če je podvržen ekstremnemu dinamičnemu tlaku (npr. Visok - hitrost trk, eksplozija). Tveganje za lomljenje se poveča s hitrostjo in silo udarca, pa tudi s prisotnostjo površinskih napak (razpok, praznin), ki koncentrirajo stres.
Pritisk v korozivnem okolju: V agresivnih okoljih (npr. Visoka - tlačna slana voda s HF) lahko tlak pospeši korozijske procese (npr. Stresno korozijsko pokanje, kjer se tlak in kemični napad združita, da povzroči prezgodnji zlom). Tudi če je sam tlak pod mehanskimi mejami Titaniuma, lahko korozija sčasoma oslabi kovino, kar vodi do loma.
