Princip titanových slitin

Slitiny titanu jsou slitiny složené z titanu jako základu a dalších prvků. Titan existuje ve dvou alotropních formách: -titan s uzavřenou-zaplněnou šestiúhelníkovou strukturou pod 882 stupňů a -titan s krychlovou strukturou se středem těla- nad 882 stupňů.

Legující prvky lze rozdělit do tří kategorií na základě jejich vlivu na teplotu fázové transformace:

① Prvky, které stabilizují fázi a zvyšují teplotu fázové transformace, se nazývají -stabilizační prvky, včetně hliníku, uhlíku, kyslíku a dusíku. Hliník je hlavním legujícím prvkem ve slitinách titanu, výrazně zlepšuje pevnost slitiny při pokojových i vysokých teplotách, snižuje její měrnou hmotnost a zvyšuje její modul pružnosti.

② Prvky, které stabilizují fázi a snižují teplotu fázové transformace, se nazývají -stabilizační prvky, které lze dále rozdělit na izomorfní a eutektoidní typy. První zahrnuje molybden, niob a vanad; poslední zahrnuje chrom, mangan, měď, železo a křemík.

③ Prvky, které mají malý vliv na teplotu fázové transformace, se nazývají neutrální prvky, včetně zirkonia a cínu.

Kyslík, dusík, uhlík a vodík jsou hlavními nečistotami ve slitinách titanu. Kyslík a dusík mají vysokou rozpustnost ve fázi, významně zpevňují slitiny titanu, ale snižují jejich plasticitu. Obsah kyslíku a dusíku v titanu je typicky specifikován pod 0,15–0,2 % a 0,04–0,05 %, v daném pořadí. Vodík má velmi nízkou rozpustnost ve fázi; nadměrné rozpouštění vodíku ve slitinách titanu vytvoří hydridy, což činí slitinu křehkou. Obsah vodíku ve slitinách titanu je obvykle řízen pod 0,015 %. Rozpouštění vodíku v titanu je vratné a lze jej odstranit vakuovým žíháním.