מהן התכונות המכניות של טיטניום?

1, הקשיחות של טיטניום לא מזוהם היא 265~353MPa, והגמישות של תרכובות טיטניום כלליות היא 686~1176MPa, כיום עד 1764MPa. תרכובות טיטניום הן בעצם תחומי חוזק עבור כמה מכינים, אולם החוזק המסוים של פלדה הוא נמוך בהרבה בהשוואה לאמלגמים טיטניום.

2, חוזק הלחיצה של טיטניום וטיטניום מרוכבים אינו בדיוק הקשיחות שלו. חוזק התפוקה הלחיצה וחוזק התפוקה הניתנת לגיבוש של טיטניום מודרני לא מזויף שוות בערך, בעוד חוזק הלחיצה של Ti-6AI-4V ו-Ti-5AI-2.5Sn הוא גבוה במעט מהאלסטיות.

3, חוזק הגזירה נע בדרך כלל בין 60% ל-70% מחוזק המתיחה. חוזק התפוקה הדחיסה של לוחות מרוכבים טיטניום וטיטניום הוא בערך פי 1.2 עד פי 2.0 מהקשיחות.

4, תחת אוויר סביבתי טיפוסי, החוסן הרחוק ביותר של תרכובות טיטניום וטיטניום לאחר הטיפול והחיסום הוא 0.5 עד 0.65 גמישות. בזמן ביצוע 10 מיליון מבחני חולשה במצב הניקוד (Kt=3.9), המוצקות הרחוקות ביותר של Ti-6AI-4V מחוסמת היא פי 0.2 מהקשיחות .

5, לדרגת הטוהר הגבוהה ביותר של טיטניום טהור תעשייתי יש בדרך כלל קשיות של פחות מ-120HB (קשיות ברינל), בעוד שלטיטניום טהור תעשייתי אחר יש קשיות בין 200 ל-295HB. הקשיות של יציקות טיטניום לא מזוייפות היא 200 ~ 220HB. ערך הקשיות של שילוב טיטניום במצב מחוזק הוא 32~38HRC (Rockwell), אשר דומה ל-298~349HB. הקשיות של יציקות Ti-5Al-2.5Sn ו-Ti-6AI-4V כפי שהוצגו היא 320HB, והקשיות של Ti{{18 עם חור נמוך }}ליהוק אל-4V הוא 310HB.

6, המודול הגמיש הגמיש של טיטניום מודרני ללא פגע הוא 105 ~ 109GPa. המודול הגמיש הגמיש של רוב אמלגמי הטיטניום במצב קשיח הוא 110~120GPa. תרכובת טיטניום מוצקה ותיקה מספיק גבוהה מזו של מצב מחוסם, ומודול הגמישות הדחיסה שווה ערך למודול הגמיש הגמיש או בולט יותר ממנו. שנית רק לבריליום, מוליבדן וכמה סגסוגות בטמפרטורה גבוהה, מודול האלסטי הספציפי של סגסוגת טיטניום דומה לזה של סגסוגת אלומיניום.

7, מודול הפיתול או הגזירה של טיטניום מודרני לא מזוהם הוא 46GPa, ומודול הגזירה של אמלגם טיטניום הוא 43~51GPa. כדי לעבוד על חוזקם של חומרים מרוכבים טיטניום, הרחבת תכולת החור תשפיע לרעה על חסימת ההשפעה ועל יציבות הסדקים של האמלגם. ערך חוזק ההשפעה של חריץ Charpy של טיטניום טהור תעשייתי מפוף הוא 1554J/m2, וערך מצב היציקה הוא כ-410J/m2, תלוי בסוג ובמצב של סגסוגת הטיטניום. חוזק ההשפעה של טיטניום מרוכב במצב מחוסם הוא 13~25.8J/㎡, ומצב ההתבגרות נמוך במעט. חוזק ההשפעה של ציון V של Charpy של Ti-5AI-2.5Sn במצב יציקה הוא 10J/㎡, וזה של Ti-6AI-4V הוא 20~ 23J/㎡. ככל שתכולת החמצן של תרכובת הטיטניום נמוכה יותר, כך הערך הזה יהיה גבוה יותר.

8, לתרכובות טיטניום רבות יש חוזק שבירה גבוה, או בסופו של יום, לשילובי טיטניום יש הגנה מצוינת מפני התפתחות שבירה. Tempered Ti-6AI-4V הוא חומר בעל חוזק מבריק. בנקודה שבה מקדם קיבוע השקע Kt=25.4 מ"מ, היחס בין גמישות הניקוד לקשיחות ללא חריצים ראוי לציון יותר מ-1.

9, שילובי טיטניום יכולים בכל מקרה לעמוד בקצב של תכונות ספציפיות בטמפרטורות גבוהות. לרוב, שילובי טיטניום מודרניים יכולים בכל מקרה לעמוד בקצב המאפיינים שלהם בטמפרטורה של 540 מעלות, אך יש לנצל אותם לטווח זמן קצר. טווח הטמפרטורות שניתן לנצל במשך די הרבה זמן הוא 450 ~ 480 מעלות. בטמפרטורות של 600 מעלות פותחו סגסוגות טיטניום לשימוש. ניתן להשתמש בסגסוגת טיטניום כחומר טיל בטמפרטורות של 540 מעלות לזמן ארוך ו-760 מעלות לזמן קצר. מאפייני הטמפרטורה הגבוהה של כמה חומרים מרוכבים טיטניום מוצגים.

10, אפילו בטמפרטורות נמוכות במיוחד, טיטניום וסגסוגותיו עדיין יכולים לשמור על התכונות המכניות המקוריות שלהם. ככל שהטמפרטורה יורדת, החוזק של אמלגמים טיטניום וטיטניום ממשיך להתרחב, אולם הרבגוניות מתפרקת בהתמדה. רכיבים רבים של טיטניום קשיחים הם בעלי יכולת גמישות נאותה וחוזק סדקים ב-- 195.5 מעלות. ל-Ti-5AI-2.5Sn יש תוכן נמוך להפליא של רכיבי ביניים וניתן להשתמש בו ב-- 252.7 מעלות . היחס בין קשיחות מחוררת לגמישות ללא חריצים ב-- 25.7 מעלות הוא 0.95~1.15.

חמצן נוזלי, מימן נוזלי ופלואור נוזלי הם מטענים משמעותיים עבור רקטות וגאדג'טים בחלל. חלקי מבנה קריוגניים ומיכלי גז קריוגניים מסתמכים במידה רבה על חומרים בעלי תכונות של טמפרטורה נמוכה. כאשר המיקרו-מבנה שווה-צירים והחומר של רכיבים בין-סטיציאליים (חמצן, הליום, מימן וכדומה) נמוך ביותר, הרבגוניות של מרוכב טיטניום עדיין מעל 5%. ב--252.7 מעלות, לרוב סגסוגות הטיטניום יש משיכות גרועה, ול-Ti-6AI-4V יש התארכות של 12%.