टाइटेनियम के यांत्रिक गुण

1. शुद्ध टाइटेनियम की तन्यता ताकत 265~353MPa है, और सामान्य टाइटेनियम मिश्र धातु की तन्य शक्ति 686~1176MPa है, जो वर्तमान में 1764MPa तक है। टाइटेनियम मिश्र धातु कई स्टील्स जितनी मजबूत होती हैं, लेकिन स्टील की विशिष्ट ताकत टाइटेनियम मिश्र धातुओं से कहीं कम होती है।

2. टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की संपीड़न शक्ति इसकी तन्य शक्ति से कम नहीं है। औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम की संपीड़ित उपज शक्ति और तन्य उपज शक्ति लगभग बराबर है, जबकि Ti{1}}AI-4V और Ti{3}}AI-2.5Sn की संपीड़न शक्ति है तन्य शक्ति से थोड़ा अधिक।

3. कतरनी शक्ति आम तौर पर तन्य शक्ति का 6{6}} प्रतिशत से 70 प्रतिशत होती है। टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु शीट की संपीड़न उपज शक्ति तन्य शक्ति से लगभग 1.2 से 2.0 गुना है।

4. सामान्य वायुमंडलीय वातावरण के तहत, संसाधित और एनील्ड टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की स्थायित्व सीमा 0.5 से 0.65 तन्य शक्ति है। जब नोकदार अवस्था (Kt=3.9) में 10 मिलियन थकान परीक्षणों के अधीन किया जाता है, तो एनील्ड Ti{8}AI-4V की सहनशक्ति सीमा तन्यता से 0.2 गुना होती है ताकत।

5. औद्योगिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम के उच्चतम शुद्धता ग्रेड की कठोरता आमतौर पर 120HB (ब्रिनेल कठोरता) से कम होती है, और अन्य औद्योगिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम की कठोरता 200 से 295HB होती है। शुद्ध टाइटेनियम कास्टिंग की कठोरता 200~220HB है। एनील्ड अवस्था में टाइटेनियम मिश्र धातु का कठोरता मान 32~38HRC (रॉकवेल) है, जो 298~349HB के बराबर है। एज़-कास्ट Ti-5Al-2.5Sn और Ti-6AI-4V की कठोरता 320HB है, और कम-अंतराल अशुद्धता Ti{{18} की कठोरता है }अल-4वी कास्टिंग 310एचबी है।

6. औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम का तन्यता लोचदार मापांक 105~109GPa है। एनील्ड अवस्था में अधिकांश टाइटेनियम मिश्र धातुओं का तन्य लोचदार मापांक 110 ~ 120GPa है। आयु-कठोर टाइटेनियम मिश्र धातुओं में एनाल्ड अवस्था की तुलना में थोड़ा अधिक तन्य लोचदार मापांक होता है, और संपीड़ित लोचदार मापांक तन्य लोचदार मापांक के बराबर या उससे अधिक होता है। टाइटेनियम मिश्र धातु का विशिष्ट लोचदार मापांक एल्यूमीनियम मिश्र धातु के बराबर है, जो बेरिलियम, मोलिब्डेनम और कुछ उच्च तापमान मिश्र धातुओं के बाद दूसरे स्थान पर है।

7. औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम का मरोड़ या कतरनी मापांक 46GPa है, और टाइटेनियम मिश्र धातु का कतरनी मापांक 43~51GPa है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताकत में सुधार करने के लिए, अंतराल सामग्री बढ़ाने से मिश्र धातु के प्रभाव प्रतिरोध और फ्रैक्चर कठोरता पर हानिकारक प्रभाव पड़ेगा। टाइटेनियम मिश्र धातु के प्रकार और स्थिति के आधार पर, विकृत औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम का चार्पी नॉच प्रभाव शक्ति मूल्य 15~54J/㎡ है, और कास्टिंग अवस्था में यह लगभग 4~10J/㎡ है। एनील्ड अवस्था में टाइटेनियम मिश्र धातु की प्रभाव शक्ति 13~25.8J/㎡ है, और वृद्ध अवस्था में यह थोड़ी कम है। ढली हुई अवस्था में Ti{12}}AI-2.5Sn की चार्पी V-नॉच प्रभाव शक्ति 10J/㎡ है, और Ti-6AI-4V की चरपी V-नॉच प्रभाव शक्ति 20~ है 23जे/㎡. टाइटेनियम मिश्रधातु में ऑक्सीजन की मात्रा जितनी कम होगी, यह मान उतना ही अधिक होगा।

8. कई टाइटेनियम मिश्र धातुओं में उच्च फ्रैक्चर क्रूरता होती है, या दूसरे शब्दों में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में दरार प्रसार के लिए अच्छा प्रतिरोध होता है। एनील्ड Ti-6AI-4V उत्कृष्ट कठोरता वाला एक पदार्थ है। जब नॉच सांद्रण गुणांक Kt=25.4 मिमी, नॉच्ड तन्य शक्ति और गैर-नोक्ड तन्य शक्ति का अनुपात 1 से अधिक होता है।

9. टाइटेनियम मिश्र धातु उच्च तापमान पर कुछ गुणों को बनाए रख सकते हैं। आम तौर पर, औद्योगिक टाइटेनियम मिश्र धातुएं 540 डिग्री के तापमान पर अपने गुणों को बनाए रख सकती हैं, लेकिन उनका उपयोग केवल थोड़े समय के लिए किया जा सकता है। लंबे समय के लिए पर्याप्त तापमान सीमा 450~480 डिग्री है। टाइटेनियम मिश्र धातु को 600 डिग्री के तापमान पर उपयोग के लिए विकसित किया गया है। मिसाइल सामग्री के रूप में, टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग 540 डिग्री के तापमान पर लंबे समय तक और 760 डिग्री के तापमान पर थोड़े समय के लिए किया जा सकता है।

10. टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु अभी भी कम और अति-निम्न तापमान पर अपने मूल यांत्रिक गुणों को बनाए रख सकते हैं। जैसे-जैसे तापमान घटता है, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताकत बढ़ती रहती है, जबकि लचीलापन धीरे-धीरे खराब होता जाता है। कई एनील्ड टाइटेनियम मिश्रधातुओं में भी -195.5 डिग्री पर पर्याप्त लचीलापन और फ्रैक्चर कठोरता होती है। Ti{4}}AI-2.5Sn, जिसमें अत्यंत कम अंतरालीय तत्व होते हैं, का उपयोग -252.7 डिग्री पर किया जा सकता है। इसकी नोकदार तन्यता ताकत और गैर-नोकदार तन्यता ताकत का अनुपात -25.7 डिग्री पर 0.95~1.15 है।

तरल ऑक्सीजन, तरल हाइड्रोजन और तरल फ्लोरीन मिसाइलों और अंतरिक्ष उपकरणों में महत्वपूर्ण प्रणोदक हैं। क्रायोजेनिक गैस कंटेनर और क्रायोजेनिक संरचनात्मक भागों को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के कम तापमान वाले गुण बहुत महत्वपूर्ण हैं। जब माइक्रोस्ट्रक्चर समतल होता है और अंतरालीय तत्वों (ऑक्सीजन, हीलियम, हाइड्रोजन, आदि) की सामग्री बहुत कम होती है, तो टाइटेनियम मिश्र धातुओं की लचीलापन अभी भी 5 प्रतिशत से ऊपर होती है। अधिकांश टाइटेनियम मिश्रधातुओं में -252.7 डिग्री पर खराब लचीलापन होता है, जबकि Ti{4}}AI-4V का बढ़ाव 12 प्रतिशत तक पहुंच जाता है।

उपरोक्त सामग्री टाइटेनियम हाउस से पुन: प्रस्तुत की गई है