Titaani füüsikalised omadused

Titaanil on metalliline läige ja elastsus. Heli levimiskiirus selles on 5090 m/s. Titaani peamised omadused on madal tihedus, kõrge mehaaniline tugevus ja lihtne töötlemine.
Uuel titaanisulamil on hea kuumakindlus ja seda saab pikka aega kasutada temperatuuril 600 kraadi või kõrgemal.
Titaanisulamitel on hea vastupidavus madalale temperatuurile. Madala temperatuuriga titaanisulamid nagu TA7 (Ti-5Al-2.5Sn), TC4 (Ti-6Al-4V) ja Ti-2.5Zr -1.5Mo, mis esindavad titaanisulameid, näitavad temperatuuri langusega tugevuse suurenemist, kuid plastilisuses on vähe muutusi. Säilitades hea plastilisuse ja sitkuse madalatel temperatuuridel (-196-253 kraadi), vältides metalli külmahaprust, on see ideaalne materjal madala temperatuuriga mahutite, säilituspaakide ja muude seadmete jaoks.
Titaanmetallil on tugev summutusvastane jõudlus ning pärast mehaanilist ja elektrilist vibratsiooni on selle enda vibratsioonisummutusaeg terase ja vase metallidega võrreldes pikim. Titaani jõudlust saab kasutada vibreeriva kilena häälekahvlite, meditsiiniliste ultrahelipurustite ja tipptasemel helikõlarite jaoks.
Titaan on terase ja sulamite oluline legeerelement, kuid selle eritugevus on metallide hulgas esikohal. [6] Sulamistemperatuur 1668 kraadi , varjatud sulamissoojus 3.7-5.0 kcal/grammi aatomi kohta, keemistemperatuur 3260 ± 20 kraadi, latentne sulamissoojus aurustamine 102.5-112.5 kcal/grammi aatomi kohta, kriitiline temperatuur 4350 kraadi , kriitiline rõhk 1130 atmosfäärirõhk. Titaani soojusjuhtivus ja juhtivus on kehv, sarnane või veidi madalam kui roostevaba terase oma. Titaanil on ülijuhtivus ja puhta titaani ülijuhtivuse kriitiline temperatuur on 0.{13}}.4K. 25 kraadi juures on titaani soojusmahtuvus 0,126 kalorit grammi aatomkraadi kohta, entalpia on 1149 kalorit grammi aatomkraadi kohta ja entroopia on 7,33 kalorit grammi aatomkraadi kohta.
Titaanil on plastilisus ja kõrge puhtusastmega titaani pikenemine võib ulatuda 50-60%-ni ja pindala vähenemine ulatuda 70-80%-ni, kuid kokkutõmbumistugevus on madal (st kokkutõmbumisel tekkiv jõud). Lisandite olemasolu titaanis mõjutab oluliselt selle mehaanilisi omadusi, eriti interstitsiaalseid lisandeid (hapnik, lämmastik, süsinik), mis võivad oluliselt parandada titaani tugevust ja oluliselt vähendada selle plastilisust. Titaani kui konstruktsioonimaterjali suurepärased mehaanilised omadused saavutatakse sobiva lisandite sisalduse range kontrolliga ja legeerivate elementide lisamisega.
Puhas titaan on mittemagnetiline metall, mida on raske magnetiseerida isegi tugevates magnetväljades. See on mittetoksiline ja ühildub hästi inimese kudede ja verega, seetõttu on see meditsiiniringkondades vastu võetud. Titaanisulam on paramagnetiline materjal, mille läbilaskvus on 1,00004.
Titaani tõmbetugevuse ja voolavuspiiri sarnasus näitab, et selle voolavuspiiri suhe (tõmbetugevus / voolavuspiir) on kõrge, mis viitab titaanmetalli materjalide halvale plastilisele deformatsioonile vormimise ajal. Titaani voolavuspiiri ja elastsusmooduli suure suhte tõttu on titaani tagasitõmbumisvõime vormimise ajal kõrge.
Kuigi titaanmetalli soojusjuhtivus on madalam kui süsinikterasel ja vasel, saab selle suurepärase korrosioonikindluse tõttu titaani seina paksust oluliselt vähendada. Pealegi on pinna ja auru vaheline soojusvahetus tilkade kondenseerumine, mis vähendab soojustakistust. Katlakivi puudumine titaani pinnal võib samuti vähendada soojustakistust, parandades oluliselt titaani soojusülekande jõudlust.
Titaani elastsusmoodul on toatemperatuuril 106,4 GPa, mis on 57% terase omast.