1. Sifat Mekanikal pada Suhu Bilik (25 darjah )
Titanium Tulen Secara Komersial (CP) (cth, GR.1/GR.2)
CP titanium mempunyai satu -struktur mikro fasa pada suhu bilik. Kekuatan tegangannya berjulat dari 240–485 MPa (GR.1 hingga GR.2), dengan nilai pemanjangan 20–30% dan keliatan patah yang tinggi ( Lebih besar daripada atau sama dengan 60 MPa·m¹/²). Sifat dikuasai oleh unsur interstisial (O, N, C): kandungan oksigen yang lebih tinggi meningkatkan kekuatan tetapi mengurangkan kemuluran. Pada suhu bilik, CP titanium mempunyai kebolehbentukan dan rintangan kakisan yang baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi tidak{11}}tinggi-seperti paip kimia dan implan perubatan
.+ Aloi Titanium (cth, GR.5/Ti-6Al-4V)
GR.5 mempunyai struktur dwi + fasa pada suhu bilik. Dalam keadaan sepuhlindap, kekuatan tegangannya mencapai 860–900 MPa, kekuatan hasil ~800 MPa, pemanjangan ~10–15%, dan kekuatan keletihan (kitaran 10⁷) ~400 MPa. Struktur mikro + seimbang memberikan pertukaran-antara kekuatan, kemuluran dan keliatan, manakala modulus keanjalannya yang rendah (110 GPa, ~50% keluli) mengurangkan perisai tegasan dalam implan bioperubatan dan meningkatkan redaman getaran dalam struktur aeroangkasa.
2. Sifat Mekanikal pada Suhu Tinggi (200 darjah /300 darjah )
Pengurangan Kekuatan dan Kekakuan
Pada 200 darjah, kekuatan tegangan GR.5 sepuhlindap berkurangan sebanyak ~10–15% (kepada 750–780 MPa) berbanding suhu bilik, dan pada 300 darjah, ia turun sebanyak ~20–25% (kepada 650–700 MPa). Kekuatan hasil juga menurun (kepada ~700 MPa pada 200 darjah dan ~600 MPa pada 300 darjah) disebabkan oleh peningkatan mobiliti kehelan dan pengurangan daya ikatan interatomik. Modulus keanjalan titanium berkurangan secara linear dengan suhu (dari 110 GPa pada RT kepada ~105 GPa pada 200 darjah dan ~100 GPa pada 300 darjah), mengurangkan kekakuan struktur.
Rintangan Rayapan
Rayapan (ubah bentuk plastik bergantung masa-di bawah beban tetap) menjadi ketara pada suhu melebihi 200 darjah untuk bahan titanium. CP titanium mempunyai rintangan rayapan yang lemah pada 300 darjah dan tidak dapat menahan-beban statik jangka panjang, manakala + aloi seperti GR.5 mempamerkan prestasi rayapan yang lebih baik: di bawah tegasan 200 MPa pada 300 darjah , terikan rayapannya selepas 1000 jam adalah kurang daripada 0.1%, memenuhi keperluan komponen enjin aeroangkasa operasi dan exhaust biasa di bawah 400 darjah ). -GR.5 annealed mempunyai rintangan rayapan yang lebih tinggi daripada gred annealed atau STA pada 300 darjah kerana struktur lamelar + mikronya, yang menghalang pergerakan terkehel.
Perubahan Kemuluran dan Keliatan
Pemanjangan GR.5 meningkat sedikit pada 200 darjah (kepada ~15–18%) disebabkan oleh pengerasan kerja yang berkurangan, tetapi pada 300 darjah , ia mula berkurangan (kepada ~10–12%) apabila sempadan butiran gelongsor dan pengoksidaan-kerosakan yang disebabkan oleh menjadi ketara. Keliatan patah juga berkurangan sebanyak ~10% pada 300 darjah, kerana suhu tinggi menggalakkan pembentukan mikrovoid pada sempadan fasa.
3. Sifat Mekanikal pada Suhu Kriogenik (-196 darjah )
Peningkatan KekuatanPada -196 darjah , kekuatan tegangan GR.5 annealed meningkat kepada ~1100–1200 MPa (kenaikan 30–40% daripada suhu bilik), dan kekuatan hasil meningkat kepada ~950–1000 MPa. CP titanium (GR.2) juga menyaksikan peningkatan kekuatan (kekuatan tegangan daripada 485 MPa pada RT kepada ~600 MPa pada -196 darjah ). Ini kerana suhu kriogenik mengurangkan mobiliti terkehel, meningkatkan tegasan geseran kekisi, dan menyekat pembentukan retakan mikro yang disebabkan oleh ubah bentuk, yang membawa kepada pengerasan kerja yang ketara semasa ubah bentuk plastik.
Penambahbaikan Kemuluran dan Keliatan
Tidak seperti keluli atau aluminium (yang kehilangan kemuluran pada -196 darjah), bahan titanium mengekalkan atau meningkatkan kemuluran dan keliatan pada suhu kriogenik. Pemanjangan GR.5 meningkat kepada ~15–20% pada -196 darjah (daripada 10–15% pada RT), dan keliatan patah meningkat sebanyak ~20–30% (kepada Lebih daripada atau sama dengan 70 MPa·m¹/²). Pemanjangan CP titanium mencapai 25–30% pada -196 darjah , tanpa tanda-tanda peralihan rapuh. Ini disebabkan oleh kestabilan fasa -pada suhu kriogenik (tiada kemerosotan yang disebabkan oleh transformasi fasa) dan penindasan pereputan hidrogen (penyebaran hidrogen dihalang pada suhu rendah).
Keletihan dan Prestasi Kesan
Suhu kriogenik juga meningkatkan kekuatan kelesuan GR.5: 10⁷-kekuatan keletihan kitaran meningkat kepada ~500–550 MPa pada -196 darjah (naik daripada 400 MPa pada RT). Keliatan impak (Charpy V-notch) meningkat daripada ~40 J pada RT kepada ~60 J pada -196 darjah , menjadikannya sesuai untuk aplikasi kriogenik seperti tangki simpanan gas asli cecair (LNG), tangki bahan api roket dan sokongan peranti superkonduktor.
