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      寶雞市飛騰金屬帶你了解鈦及鈦合金的分類及缺優(yōu)點

      所屬分類:公司新聞    發(fā)布時間: 2021-11-29    作者:admin
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      鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金.鈦有兩種同質(zhì)異晶體;鈦是同索異構(gòu)體,熔點為1720°C在低于882°C時呈密排六方晶體格結(jié)構(gòu),稱為a鈦;在882°C以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu),稱為B鈦,利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點,添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀蛊湎嘧儨囟燃跋喾趾恐饾u改變而得到不同組織的鈦合金(itaniumalloys)。

      鈦合金—合金元素

      鈦合金元素根據(jù)它們對相變溫度的影響可分為三類:①穩(wěn)定a相,提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為a穩(wěn)定元素,有鋁、鎂、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強(qiáng)度,降低比重、增加彈性摸量有明顯效果。②穩(wěn)定B相、降低相變溫度的元素為B穩(wěn)定元素。又可分同晶型和共析型二種,前者有鉬、鈮、釩等:后者有鉻、錳、銅、硅等。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素,有鋯、錫等。

      鈦合金—性能

      鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含的碳、氫、氧等雜質(zhì)有關(guān),.純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過0.1%,但其強(qiáng)度低、塑性高。99.5%工業(yè)純鈦的性能為:密度P=4.5g/cm3,熔點為1800°C,導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24W/(M.K),抗拉強(qiáng)度σ b=539MPa,伸長率:δ =25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性摸量E=1.078×105MPa,硬度HB195。

      比強(qiáng)度高

      鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右,僅為鋼的60%,純鈦的強(qiáng)度接近普通鋼的強(qiáng)度,一些高強(qiáng)度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度,因此鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料,可制出單位強(qiáng)度高、韌性好、質(zhì)輕的零、部件、在飛機(jī)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

      熱強(qiáng)度高

      使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度,可在450-500°C的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150°C-500°C范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度,而鋁合金在150°C時比強(qiáng)度明顯下降,鈦合金的工作溫度可達(dá)500°C,鋁合金則在200°C以下。

      抗蝕性好

      鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作,其他抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼;對點蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng),對堿,氯化物,氯的有機(jī)物品,硝酸,硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力,但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。

      低溫性好

      鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學(xué)性能,低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253°C下還能保持一定的塑性,因此,鈦合金業(yè)是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。

      化學(xué)活性大

      鈦的化學(xué)活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時,會在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC;溫度較高時,與N作用會形成TiN硬質(zhì)表層;

      在600°C以上時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升,也會形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達(dá)0.1-0.15mm,硬化程度為20%·30%。鈦的化學(xué)親和性也大,易與摩擦表面產(chǎn)生的黏附現(xiàn)象。

      導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性摸量小

      鈦的導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.2W/(M,K)約為鎳的1/4,鐵的5/1,鋁的1/14,而各種鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)約下降50%,鈦合金的彈性摸量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜制作細(xì)長桿和薄壁件,切割時加工表面的回彈量大,約為不銹鋼的2·3倍,造成刀具后刀面的劇烈摩擦、黏附、粘結(jié)磨損。

      鈦合金具有強(qiáng)度高而密度小,機(jī)械性能好,韌性和抗蝕性能很好。另外,鈦合金的工藝性能差,切削加工困難,在加熱工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還是抗磨性差,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,鈦的工業(yè)生產(chǎn)是1948年開始的,航空工業(yè)發(fā)展的需要,使鈦行業(yè)以平均每年約8%的增長速度發(fā)展。世界鈦合金加工材料產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸,鈦合..號近30種。使用.廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.55n(TA7)和工業(yè)純鈦(TA1、TA2和TA3)

      鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)部件,其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業(yè)種應(yīng)用,用于制作電解工業(yè)的電極,發(fā)電站的冷凝器石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)保污染控制控制裝置等,鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。中國于1956年開始鈦和鈦合金研究;60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn)并研制成TB2合金。



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