Titanist ein wichtiges Strukturmetall, das in den 1950er Jahren entwickelt wurde; Titanlegierungen zeichnen sich durch hohe Festigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit und hohe Hitzebeständigkeit aus.
Bereits Mitte der 1960er Jahre wurden Titan und seine Legierungen in der allgemeinen Industrie für Anwendungen wie Elektroden in der Elektrolyseindustrie, Kondensatoren in Kraftwerken, Heizgeräte bei der Ölraffinierung und -entsalzung sowie Geräte zur Kontrolle der Umweltverschmutzung verwendet. Titan und seine Legierungen sind zu einem korrosionsbeständigen Strukturwerkstoff geworden. Heute werden wir die Bedeutung der mechanischen Eigenschaften von Titanlegierungen untersuchen.
1. Zugfestigkeit
Die Zugfestigkeit ist der kritische Wert, bei dem ein Metall von einer gleichmäßigen plastischen Verformung zu einer lokalisierten plastischen Verformung übergeht. Es stellt auch die maximale Tragfähigkeit eines Metalls unter statischen Zugbedingungen dar. Bei duktilen Materialien charakterisiert es den Widerstand des Materials gegen eine maximale gleichmäßige plastische Verformung. Bevor eine Zugprobe ihre maximale Zugspannung erreicht, ist die Verformung gleichmäßig und konsistent; Sobald diese Spannung jedoch überschritten wird, beginnt das Metall eine Einschnürung, also eine lokale Verformung, zu zeigen. Bei spröden Materialien ohne (oder nur sehr geringer) gleichmäßiger plastischer Verformung spiegelt es die Bruchfestigkeit des Materials wider. Das Symbol ist RM und die Einheit ist MPa.
Die Zugfestigkeit (Rm) bezieht sich auf die maximale Belastung, der ein Material standhalten kann, bevor es bricht. Die in China derzeit am weitesten verbreitete Methode zur Messung der Zugfestigkeit besteht darin, Universalprüfmaschinen zur Bestimmung der Zug- und Druckfestigkeit eines Materials einzusetzen!
2. Streckgrenze
Damit ist die Streckgrenze gemeint, bei der ein metallisches Material nachzugeben beginnt, oder die Spannung, die erforderlich ist, um eine geringe plastische Verformung hervorzurufen. Bei metallischen Werkstoffen, die keine ausgeprägte Streckgrenze aufweisen, wird der Spannungswert, der erforderlich ist, um eine Restverformung von 0,2 % zu erzeugen, als Streckgrenze definiert, auch bekannt als bedingte Streckgrenze oder Streckgrenze. Eine äußere Kraft, die diesen Grenzwert überschreitet, führt zu einem dauerhaften Ausfall der Komponente, von dem sie sich nicht mehr erholen kann. Beispielsweise liegt die Streckgrenze von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei 207 MPa; Wenn das Bauteil einer äußeren Kraft ausgesetzt wird, die diesen Grenzwert überschreitet, erfährt es eine bleibende Verformung, wohingegen Kräfte unterhalb dieses Grenzwerts dazu führen, dass das Bauteil in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.
Die Streckgrenze, auch Streckgrenze genannt und üblicherweise mit dem Symbol δs bezeichnet, ist der kritische Spannungswert, bei dem ein Material nachgibt.
3. Härte
(1) Rockwell-Härte
Bei dieser Methode werden Härtewerte anhand der Tiefe der plastischen Verformung im Eindruck bestimmt. Eine Härteeinheit ist als 0,002 Millimeter definiert. Wenn HB > 450 oder die Probe zu klein ist, kann die Brinell-Härteprüfung nicht verwendet werden und stattdessen muss die Rockwell-Härtemessung eingesetzt werden. Bei dieser Methode wird ein Diamantkegel mit einem Spitzenwinkel von 120 Grad oder eine Stahlkugel mit einem Durchmesser von 1,59 oder 3,18 mm unter einer bestimmten Belastung in die Materialoberfläche gedrückt und anhand der Tiefe der Vertiefung die Härte des Materials ermittelt.
2) Brinellhärte
Die Brinellhärte (HB) wird im Allgemeinen für weichere Materialien wie Nichteisenmetalle und Stahl vor der Wärmebehandlung oder nach dem Glühen verwendet. Die Rockwell-Härte (HRC) wird im Allgemeinen für härtere Materialien verwendet, beispielsweise solche, die einer Wärmebehandlung unterzogen wurden.
(3) Vickers-Härte
Das Prinzip der Messung der Vickers-Härte ist im Wesentlichen das gleiche wie das der Brinell-Härte; Es berechnet auch den Härtewert basierend auf der Belastung pro Flächeneinheit der Vertiefung. Der Unterschied liegt im Eindringkörper, der beim Vickers-Härtetest verwendet wird, bei dem es sich um eine tetraedrische Diamantpyramide handelt.
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