Metalurgija titana
Čisti titanijum je obično heksagonalne (alfa -Α) strukture, ali se transformiše u kubni oblik sa centralnim tijelom (beta -) kada se zagrije iznad 882 °C. Dodavanje legirajućih elemenata titanijumu utiče na ovu temperaturu transformacije i u mnogim legurama rezultira beta koja se čuva na sobnoj temperaturi, čime se proizvodi materijal koji sadrži i alfa i beta fazu ili čak onaj koji je u potpunosti beta. Relativna količina alfa i beta faza u bilo kojoj određenoj leguri ima značajan uticaj na svojstva tog materijala u smislu vlačne čvrstoće, duktilnosti, osobina puzanja, zavarljivosti i lakoće oblikovanja. Uobičajena je praksa u metalurškoj industriji da se legure titana nazivaju po njihovoj strukturi, dakle alfa, alfa{6}}beta i beta legure, čiji su primjeri dati u tabeli 1.
Alpha Alloys
Komercijalno čisti titanijum je, zapravo, legiran sa malim količinama kiseonika koje povećavaju tvrdoću i vlačnu čvrstoću. Variranjem dodanih količina moguće je proizvesti niz komercijalno čistog titanijuma sa nivoom čvrstoće koji varira između 290 i 740 MPa. Ovi materijali su nominalno alfa strukture iako su male količine beta faze moguće ako su nivoi nečistoća beta stabilizatora kao što je gvožđe visoki. Dok se alfa legure ne mogu termički obraditi radi povećanja čvrstoće, dodavanje 2,5% bakra titanijumu rezultira materijalom koji reagira na tretman otopinom i starenje na sličan način kao legure aluminijuma{5}}bakara. Aluminij kao dodatak leguri titanijumu je alfa stabilizator i nalazi se u mnogim komercijalno dostupnim legurama.
Alfa{0}}Beta legure
Elementi kao što su vanadijum, molibden, gvožđe i hrom stabilizuju beta fazu i razvijene su mnoge alfa{0}}beta legure. To su uglavnom materijali srednje do visoke čvrstoće sa vlačnom čvrstoćom od 620 do 1250 MPa i korisnom granom tečenja do 350 do 400 oC. Osim zateznih svojstava, zamor niskog i visokog ciklusa i žilavost loma sada su kritični projektni parametri, pa su razvijeni postupci termomehaničke i termičke obrade kako bi se osiguralo da legure pružaju optimalnu ravnotežu mehaničkih svojstava za širok raspon primjena.
Za maksimalnu otpornost na puzanje na temperaturama iznad 450oC, sada se koriste legure bliskog alfa tipa. Oni nude prihvatljivu otpornost na puzanje na temperaturama do 600 oC.
Beta legure
Postoje međunarodne i nacionalne specifikacije za materijale od titanijuma koji se koriste u vazduhoplovnom sektoru, ali ne postoji slična pokrivenost za materijale za neaeronautičke primene. Generalno, za ovaj sektor, asTM serija specifikacija je. Druga klasa titanijumskih materijala su beta legure. Kada se titanijumu doda dovoljno beta stabilizirajućih elemenata, mogu se proizvesti sve-beta legure. Ovi materijali su dostupni dugi niz godina, ali su tek nedavno došli do izražaja. Općenito su lakše obradive u hladnom stanju od alfa-beta legura, termički se obrađuju do visoke čvrstoće, a neke imaju superiornu otpornost na koroziju prema komercijalno čistim vrstama.
