1. Mehaanilised omadused toatemperatuuril (25 kraadi)
Kaubanduslikult puhas (CP) titaan (nt GR.1/GR.2)
CP-titaanil on toatemperatuuril ühefaasiline -faasistruktuur. Selle tõmbetugevus jääb vahemikku 240–485 MPa (GR.1 kuni GR.2), pikenemisväärtused on 20–30% ja suur purunemistugevus (suurem või võrdne 60 MPa·m¹/²). Omadustes domineerivad interstitsiaalsed elemendid (O, N, C): kõrgem hapnikusisaldus suurendab tugevust, kuid vähendab plastilisust. Toatemperatuuril on CP-titaanil hea vormitavus ja korrosioonikindlus, mistõttu sobib see mitte{11}}suure-koormusega rakenduste jaoks, nagu keemilised torustikud ja meditsiinilised implantaadid
.+ titaanisulamid (nt GR.5/Ti-6Al-4V)
GR.5-l on toatemperatuuril kahefaasiline struktuur. Lõõmutatud olekus ulatub selle tõmbetugevus 860–900 MPa, voolavuspiir ~800 MPa, pikenemine ~10–15% ja väsimustugevus (10⁷ tsüklit) ~400 MPa. Tasakaalustatud + mikrostruktuur pakub kompromissi tugevuse, elastsuse ja sitkuse vahel, samas kui selle madal elastsusmoodul (110 GPa, ~50% terasest) vähendab biomeditsiiniliste implantaatide pingevarjestust ja parandab vibratsiooni summutamist lennunduskonstruktsioonides.
2. Mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril (200 kraadi / 300 kraadi)
Tugevuse ja jäikuse vähendamine
200 kraadi juures langeb lõõmutatud GR.5 tõmbetugevus toatemperatuuriga võrreldes ~10–15% (750–780 MPa) ja 300 kraadi juures ~20–25% (650–700 MPa-ni). Samuti väheneb voolavuspiir (~ 700 MPa 200 kraadi juures ja ~ 600 MPa 300 kraadi juures) tänu suurenenud dislokatsiooni liikuvusele ja vähenenud aatomitevahelistele sidejõududele. Titaani elastsusmoodul väheneb lineaarselt temperatuuri tõustes (110 GPa-lt toatemperatuuril ~ 105 GPa-ni 200 kraadi juures ja ~100 GPa-ni 300 kraadi juures), vähendades konstruktsiooni jäikust.
Roomamiskindlus
Roomamine (ajast{0}}sõltuv plastiline deformatsioon konstantse koormuse korral) muutub titaanmaterjalide puhul märgatavaks temperatuuril üle 200 kraadi. CP-titaanil on halb roomamiskindlus 300 kraadi juures ja see ei talu pikaajalist-staatilist koormust, samas kui + sulamitel, nagu GR.5, on parem roomamisomadus: 200 MPa pinge all 300 kraadi juures on selle roomepinge 1000 tunni pärast väiksem kui 0,1% ja see vastab tavaliselt õhusõiduki mootori komponentide nõuetele (mis on alla 0,1%). 400 kraadi ). -lõõmutatud GR.5-l on kõrgem roomamiskindlus kui lõõmutatud või STA klassidel 300 kraadi juures tänu oma lamell-+ mikrostruktuurile, mis takistab dislokatsiooni liikumist.
Mugavuse ja sitkuse muutused
GR.5 pikenemine suureneb veidi 200 kraadi juures (kuni ~15–18%) tänu vähenenud töökarastamisele, kuid 300 kraadi juures hakkab see vähenema (~10–12%), kuna teraviljapiiride libisemine ja oksüdatsiooni{7}}indutseeritud rabedus muutuvad silmapaistvaks. Murdetugevus väheneb ka ~10% 300 kraadi juures, kuna kõrge temperatuur soodustab mikrotühmikute teket faasipiiridel.
3. Mehaanilised omadused krüogeensetel temperatuuridel (-196 kraadi)
Tugevuse suurendamine-196 kraadi juures tõuseb lõõmutatud GR.5 tõmbetugevus ~1100–1200 MPa-ni (30–40% tõus toatemperatuurist) ja voolavuspiir tõuseb ~950–1000 MPa-ni. CP titaani (GR.2) tugevus suureneb ka (tõmbetugevus 485 MPa toatemperatuuril ~600 MPa -196 kraadi juures). Selle põhjuseks on asjaolu, et krüogeensed temperatuurid vähendavad nihestuse liikuvust, suurendavad võre hõõrdepinget ja pärsivad deformatsioonist põhjustatud mikropragude teket, mis põhjustab plastilise deformatsiooni ajal tugevat töökõvenemist.
Plastsuse ja sitkuse parandamine
Erinevalt terasest või alumiiniumist (mis kaotavad elastsuse -196 kraadi juures) säilitavad titaanmaterjalid krüogeensetel temperatuuridel elastsust ja tugevust või isegi parandavad seda. GR.5 pikenemine suureneb -196 kraadi juures ~15–20%-ni (10–15%-lt toatemperatuuril) ja purunemistugevus tõuseb ~20–30% (70 MPa·m¹/² või rohkem). CP titaani pikenemine ulatub -196 kraadi juures 25–30%, ilma rabeda ülemineku tunnusteta. See on tingitud -faasi stabiilsusest krüogeensetel temperatuuridel (faasimuutusest põhjustatud rabestumine puudub) ja vesiniku rabeduse pärssimisest (vesiniku difusioon on madalatel temperatuuridel pärsitud).
Väsimus ja mõju jõudlus
Krüogeensed temperatuurid suurendavad ka GR.5 väsimustugevust: selle 10⁷-tsükli väsimustugevus suureneb -196 kraadi juures ~500–550 MPa-ni (400 MPa toatemperatuuril). Löögitugevus (Charpy V-sälk) tõuseb ~40 J-lt toatemperatuuril ~60 J-ni -196 kraadi juures, muutes selle sobivaks krüogeensete rakenduste jaoks, nagu vedelgaasi (LNG) mahutid, raketikütuse mahutid ja ülijuhtivate seadmete toed.
