Is de reactie van titaniumlegeringsmaterialen zoals titaniumbuizen en -staven in de lucht gerelateerd aan de temperatuur?
De reactie van materialen van titaniumlegeringen zoalsTitanium vierkante staafen titaniumbuis in lucht reageert gewoonlijk met drie niet-metalen elementen zoals zuurstof, stikstof en waterstof, en hun reactieproces hangt nauw samen met de temperatuur.
Titanium reageert met zuurstof in de lucht. Het is erg langzaam als het lager is dan 100 graden, en alleen het oppervlak wordt geoxideerd bij 500 graden. Naarmate de temperatuur stijgt, begint de oxidefilm aan het oppervlak op te lossen in titanium en begint zuurstof in het interne rooster van het metaal te diffunderen, maar bij 700 graden Celsius is zuurstof nog niet in grote hoeveelheden in het interne rooster van het metaal terechtgekomen. Wanneer de temperatuur de 700 graden overschrijdt, wordt de diffusie van zuurstof naar de binnenkant van het metaal versneld en verliest de oxidefilm aan het oppervlak zijn beschermende werking bij hoge temperaturen.
De reactie van Titanium Square Bar met zuurstof hangt af van de vorm en temperatuur van titanium. Titaniumpoeder kan hevig verbranden of exploderen onder invloed van statische elektriciteit, vonken, wrijving enz. in de lucht bij kamertemperatuur. Dicht titanium is echter zeer stabiel in de lucht bij kamertemperatuur. Wanneer dicht titanium in de lucht wordt verwarmd, begint het te reageren met zuurstof. Aanvankelijk dringt zuurstof het titaniumoppervlakterooster binnen en vormt een dichte oxidefilm. Deze laag oxidefilm aan het oppervlak kan voorkomen dat zuurstof naar binnen diffundeert en heeft een beschermend effect. Daarom is titanium stabiel in lucht onder de 500 graden. De kleur van de oxidefilm aan het oppervlak houdt verband met de formatietemperatuur. Het is zilverwit onder 200 graden, lichtgeel bij 300 graden, goudgeel bij 400 graden, blauw bij 500 graden, paars bij 600 graden, paars bij 700-800 graden. Het is roodgrijs als het warm is, en grijs als het 800-900 graden is. In zuivere zuurstof is de begintemperatuur van de heftige reactie tussen titanium en zuurstof lager dan die in lucht, en titanium zal in zuurstof bij ongeveer 500-600 graad verbranden.
Titanium reageert bij normale temperatuur niet met stikstof, maar bij hoge temperatuur is titanium een van de weinige metaalelementen die in stikstof kunnen verbranden. De verbrandingstemperatuur van titanium in stikstof is hoger dan 800 graden. De reactie tussen gesmolten titanium en stikstof is zeer intens. De reactie van titanium en stikstof vormt, naast het genereren van titaniumnitride (Ti3N, TiN, enz.), ook een vaste Ti-N-oplossing. Wanneer de temperatuur 500-550 graden bedraagt, begint titanium duidelijk stikstof te absorberen, waardoor een interstitiële vaste oplossing ontstaat; wanneer de temperatuur boven de 600 graden komt, neemt de snelheid van stikstofabsorptie door titanium toe, en in de Ti-N vaste oplossing, omdat stikstof binnendringt in de vorm van titaniumnitride. In het titaniumrooster, zodat de titaniumfase-overgangstemperatuur stijgt, stikstof is ook een stabilisator van titanium. De maximale oplosbaarheid (massafractie) van stikstof in medium bij 1050 graden is 7%, en de maximale oplosbaarheid (massafractie) in titanium bij 2020 graden is 2%, maar de snelheid van stikstofopname door titanium is veel langzamer dan die van zuurstof . Daarom absorbeert titanium voornamelijk zuurstof in de lucht en is de stikstofabsorptie secundair.
Titanium reageert met waterstof en vormt TiH, TiH2-verbindingen en vaste Ti-H-oplossingen. Waterstof kan goed worden opgelost in titanium, en 1 mol titanium kan bijna 2 mol waterstof opnemen. De waterstofabsorptiesnelheid en het waterstofabsorptievermogen van titanium houden verband met temperatuur en waterstofdruk. Bij kamertemperatuur is het waterstofabsorptievermogen van titanium minder dan 0,002%. Wanneer de temperatuur 300 graden bereikt, neemt de waterstofabsorptiesnelheid van titanium toe; het bereikt de maximale waarde bij 500-600 graden. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt vervolgens de hoeveelheid waterstof die door titanium wordt geabsorbeerd af, en wanneer deze 1000 graden bereikt, wordt het grootste deel van de door titanium geabsorbeerde waterstof ontleed. De toename van de waterstofdruk kan de waterstofabsorptiesnelheid van titanium versnellen en de waterstofabsorptiecapaciteit vergroten. Integendeel, titanium kan worden gedehydrogeneerd onder de voorwaarde van reducerende druk. Daarom is de reactie van titanium met waterstof omkeerbaar. De reactie tussen titanium en waterstof vormt geen dunne film op het oppervlak, omdat het waterstofatoom klein van formaat is en snel in de diepte van het titaniumrooster kan diffunderen om een interstitiële vaste oplossing te vormen. Het oplossen van waterstof in titanium kan de faseovergangstemperatuur van titanium verlagen. stabilisator.
