خواص فیزیکی تیتانیوم

تیتانیوم دارای درخشندگی و انعطاف پذیری فلزی است. سرعت انتشار صوت در آن 5090 متر بر ثانیه است. ویژگی های اصلی تیتانیوم چگالی کم، استحکام مکانیکی بالا و پردازش آسان است.
آلیاژ تیتانیوم جدید مقاومت حرارتی خوبی دارد و می تواند برای مدت طولانی در دمای 600 درجه یا بالاتر استفاده شود.
آلیاژهای تیتانیوم مقاومت خوبی در برابر دمای پایین دارند. آلیاژهای تیتانیوم با دمای پایین مانند TA7 (Ti-5Al-2.5Sn)، TC4 (Ti-6Al-4V) و Ti-2.5Zr -1.5Mo که معرف آلیاژهای تیتانیوم هستند، با کاهش دما، افزایش استحکام را نشان می‌دهند، اما تغییر کمی در انعطاف‌پذیری دارند. با حفظ شکل‌پذیری و چقرمگی خوب در دماهای پایین -196-253 درجه، اجتناب از شکنندگی فلز در سرما، یک ماده ایده‌آل برای ظروف با دمای پایین، مخازن ذخیره‌سازی و سایر تجهیزات است.
فلز تیتانیوم دارای عملکرد ضد میرایی قوی است و پس از قرار گرفتن در معرض ارتعاشات مکانیکی و الکتریکی، زمان تضعیف ارتعاش خود در مقایسه با فلزات فولاد و مس طولانی‌ترین زمان است. عملکرد تیتانیوم را می توان به عنوان یک فیلم ارتعاشی برای چنگال های تنظیم، سنگ شکن های اولتراسونیک پزشکی و بلندگوهای صوتی پیشرفته استفاده کرد.
تیتانیوم یک عنصر آلیاژی مهم در فولاد و آلیاژها است، اما استحکام خاص آن در بین فلزات رتبه اول را دارد. [6] نقطه ذوب 1668 درجه، گرمای نهان ذوب 3. 7-5. 0 کیلو کالری/گرم اتم، نقطه جوش 3260 ± 2{0 درجه، گرمای نهان تبخیر 102.{8}}.5 کیلو کالری/گرم اتم، دمای بحرانی 4350 درجه، فشار بحرانی 1130 فشار اتمسفر. هدایت حرارتی و هدایت حرارتی تیتانیوم ضعیف است، مشابه یا کمی کمتر از فولاد ضد زنگ. تیتانیوم دارای ابررسانایی است و دمای بحرانی ابررسانا تیتانیوم خالص 0.{13}}.4K است. در 25 درجه، ظرفیت حرارتی تیتانیوم 0.126 کالری بر گرم درجات اتمی، آنتالپی 1149 کالری بر گرم درجات اتمی و آنتروپی 7.33 کالری بر گرم درجات اتمی است.
تیتانیوم دارای پلاستیسیته است و ازدیاد طول تیتانیوم با خلوص بالا می‌تواند به 50-60% برسد، و کاهش سطح می‌تواند به 70-80% برسد، اما استحکام انقباض کم است (یعنی نیروی ایجاد شده در طول انقباض). وجود ناخالصی‌ها در تیتانیوم تأثیر بسزایی بر خواص مکانیکی آن دارد، به‌ویژه ناخالصی‌های میان بافتی (اکسیژن، نیتروژن، کربن) که می‌تواند استحکام تیتانیوم را تا حد زیادی بهبود بخشد و انعطاف‌پذیری آن را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. خواص مکانیکی عالی تیتانیوم به عنوان یک ماده ساختاری با کنترل دقیق محتوای ناخالصی مناسب و افزودن عناصر آلیاژی به دست می آید.
تیتانیوم خالص یک فلز غیر مغناطیسی است که حتی در میدان های مغناطیسی بالا به سختی می توان آن را مغناطیسی کرد. این غیر سمی است و سازگاری خوبی با بافت و خون انسان دارد، بنابراین توسط جامعه پزشکی پذیرفته شده است. آلیاژ تیتانیوم یک ماده پارامغناطیسی با نفوذپذیری 1.00004 است.
شباهت بین استحکام کششی و استحکام تسلیم تیتانیوم نشان می‌دهد که نسبت استحکام تسلیم آن (استحکام کششی/استحکام تسلیم) بالا است که نشان‌دهنده تغییر شکل پلاستیک ضعیف مواد فلزی تیتانیوم در طول شکل‌گیری است. با توجه به نسبت زیاد محدودیت تسلیم به مدول الاستیک تیتانیوم، توانایی برگشت فنری تیتانیوم در طول قالب‌گیری بالا است.
اگرچه هدایت حرارتی فلز تیتانیوم کمتر از فولاد کربنی و مس است، به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی، ضخامت دیواره تیتانیوم را می توان تا حد زیادی کاهش داد. علاوه بر این، تبادل حرارت بین سطح و بخار به صورت چگالش قطراتی است که مقاومت حرارتی را کاهش می دهد. عدم وجود پوسته پوسته شدن روی سطح تیتانیوم نیز می تواند مقاومت حرارتی را کاهش دهد و به طور قابل توجهی عملکرد انتقال حرارت تیتانیوم را بهبود بخشد.
مدول الاستیک تیتانیوم 106.4 گیگا پاسکال در دمای اتاق است که 57 درصد از فولاد است.