أنابيب التيتانيوم هي نوع جديد من المواد المعدنية، والتي حلت محل الأنابيب الحديدية والفولاذية التقليدية تمامًا في بعض الجوانب. إذن، ما الذي سمح لها بالانتشار بهذه السرعة واستبدال الأنابيب التقليدية؟
1. القوة النوعية لأنبوب التيتانيوم عالية. تبلغ كثافة سبائك التيتانيوم عمومًا حوالي 4.5 جم / سم 3، أي 60٪ فقط من الفولاذ، وقوة التيتانيوم الخالص قريبة من قوة الفولاذ العادي، وتتجاوز بعض سبائك التيتانيوم عالية القوة قوة العديد من الفولاذ الهيكلي السبائكي. لذلك، فإن القوة النوعية (القوة / الكثافة) لسبائك التيتانيوم أكبر بكثير من تلك الخاصة بالمواد الهيكلية المعدنية الأخرى، ويمكن إنتاج أجزاء ذات قوة وحدة عالية وصلابة جيدة وخفيفة الوزن. في الوقت الحاضر، تُستخدم سبائك التيتانيوم في مكونات المحرك والهياكل والجلود والمثبتات وعتاد الهبوط للطائرات.
2. القوة الحرارية لأنبوب التيتانيوم عالية. درجة حرارة التشغيل أعلى بمئات الدرجات من درجة حرارة سبيكة الألومنيوم، ولا يزال بإمكانها الحفاظ على القوة المطلوبة في درجات الحرارة المتوسطة، ويمكنها العمل لفترة طويلة عند درجة حرارة تتراوح من 450 إلى 500 درجة. لا يزال هذان النوعان من سبائك التيتانيوم يتمتعان بقوة نوعية عالية في نطاق 150 درجة إلى 500 درجة، بينما تنخفض القوة النوعية لسبائك الألومنيوم بشكل كبير عند 150 درجة. يمكن أن تصل درجة حرارة تشغيل سبائك التيتانيوم إلى 500 درجة، بينما يمكن أن تصل سبائك الألومنيوم إلى أقل من 200 درجة.
3. مقاومة التآكل لأنبوب التيتانيوم جيدة. تعمل سبائك التيتانيوم في الأجواء الرطبة ووسط مياه البحر، ومقاومتها للتآكل أفضل بكثير من مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ، ومقاومتها للتآكل والتآكل الحمضي والتآكل الإجهادي قوية بشكل خاص، ولديها مقاومة ممتازة للتآكل للقلويات والكلوريد والمواد العضوية الكلورية وحمض النيتريك وحمض الكبريتيك وما إلى ذلك.
4. أداء أنبوب التيتانيوم في درجات الحرارة المنخفضة جيد. لا تزال سبائك التيتانيوم قادرة على الحفاظ على خصائصها الميكانيكية في درجات الحرارة المنخفضة والمنخفضة للغاية. يمكن لسبائك التيتانيوم ذات خصائص درجات الحرارة المنخفضة الجيدة والعناصر البينية المنخفضة جدًا، مثل TA7، الحفاظ على قدر معين من اللدونة عند درجة حرارة -253 درجة. لذلك، تعد سبائك التيتانيوم أيضًا مادة هيكلية مهمة في درجات الحرارة المنخفضة.
5. النشاط الكيميائي لأنبوب التيتانيوم كبير. يتمتع التيتانيوم بنشاط كيميائي كبير وينتج تفاعلات كيميائية قوية مع O وN وH وCO وCO2 وبخار الماء والأمونيا وما إلى ذلك في الغلاف الجوي. عندما يكون محتوى الكربون أكبر من 0.2٪، سيتشكل TiC الصلب في سبيكة التيتانيوم، وعندما تكون درجة الحرارة عالية، ستتشكل أيضًا الطبقة السطحية الصلبة من TiN من خلال التفاعل مع N، وعندما يكون محتوى الكربون أعلى من 600 درجة، سيمتص التيتانيوم الأكسجين لتكوين طبقة صلبة ذات صلابة عالية، وستتشكل أيضًا طبقة هشاشة عندما يزداد محتوى الهيدروجين. يتمتع التيتانيوم أيضًا بتقارب كيميائي عالي، ومن السهل الالتصاق بأسطح الاحتكاك.
6. الموصلية الحرارية لأنبوب التيتانيوم صغيرة ومعامل المرونة صغير. معامل المرونة لسبائك التيتانيوم حوالي 1/2 من الفولاذ، لذلك صلابته ضعيفة، ويسهل تشوهه، ولا يصلح لصنع قضبان نحيلة وأجزاء ذات جدران رقيقة، وكمية ارتداد السطح الميكانيكي كبيرة جدًا أثناء القطع، والتي تبلغ حوالي 2 ~ 3 مرات من الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يؤدي إلى احتكاك شديد، وتآكل التصاق وترابط على سطح جانب الأداة.
يحظى أنبوب التيتانيوم بحب عميق من قبل الناس من جميع مناحي الحياة بسبب وزنه الخفيف وسهولة استخدامه وأدائه الجيد وكثافته الصغيرة ومزايا أخرى، ويستخدم على نطاق واسع. يلعب دورًا مهمًا في محركات الطائرات والصواريخ والقذائف.