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tb3鈦棒

詳細說明

"(一)鈦的性質

鈦的外觀與鋼極為相似，密度為4.51克／厘米3，不足鋼的60％，是難熔金屬中密度*低的金屬元素。

鈦在常溫下的空氣中十分穩定。當加熱到400～550℃時，則在表面生成一層牢固的氧化膜，起防止進一步氧化的保護作用。鈦吸收氧、氮、氫的能力很強，這類氣體是對金屬鈦十分有害的雜質，即使含量甚微(0.01％～0.005％)也能嚴重影響它的力學性能。

鈦的力學性質即通稱的機械性能與純度十分相關。高純鈦具有優良的機加工性能，延伸率、斷面收縮率均佳，但強度低，不適合作結構材料。工業純鈦含有適量的雜質，具有較高的強度和可塑性，適宜制作結構材料。

在鈦的化合物中以二氧化鈦(TiO2)*有實用價值。Ti02對人體呈惰性，無毒害，它具有一系列優良的光學性質。Ti02不透明，光澤度與白度高，折射率與散射力大，遮蓋力強、分散性好，制成的顏料為白色粉末，俗稱鈦白，應用甚廣。

(二)鈦的應用

1．鈦及其合金的應用

致密金屬鈦由于質量輕，比鋁合金強度高，能在高溫下保持比鋁為高的強度而受到航空工業的高度重視。鑒于鈦的密度為鋼的57％，其比強度(強度／重量比或強度／密度比皆稱比強度)高，抗腐蝕、抗氧化、抗疲勞能力均強，鈦合金的3／4用作以航空結構合金為代表的結構材料，1／4主要用作耐蝕合金。

鈦合金有低強高塑性、中強和高強之分，為200(低強)～1300(高強)兆帕，但大體上可以把鈦合金看作是高強合金。它們比被認為是中強的鋁合金的強度為高，在強度上已完全可以取代某些型號的鋼材。與鋁合金在150℃以上的溫度下強度迅速下降相比，某些鈦合金在600℃仍能保持良好的強度。

除強度外，按用途還可分為耐熱、耐蝕、低溫及特殊功能(如TiNi形狀記憶合金、TiFe貯氫合金)等鈦合金，按相組成可分為α、α＋β和β及近α、亞穩定等數種類型。至今投入生產的合金牌號已超過100種，工業上廣泛應用的只有10余種。其中作結構合金用的Ti-6Al-4V在鈦合金的整個銷售市場中占60％，居主導地位，其次是Ti-5Al-2.5Sn，它的長期工作溫度可達500℃(強度為780～980兆帕)。

但是，鈦有兩個主要因素使這個資源豐富的元素不能成為常用金屬。首先是成本。按美國的市場價格，每磅(1磅=0.45千克)鈦錠坯8～12美元，鋁錠為1.00～1.30美元／磅，碳素鋼為0.20～0.40美元／磅。但主要因素是鈦本身的活性極強，很難處理。爐內氣氛必須嚴格控制，焊接須在惰性氣氛內進行。金屬鈦的活性高、熱導率低、變形抗力大、常溫可塑性差，變形過程中不但易與模具粘結，特別在機加工時有刀具和磨料粘結到熱的加工表面的傾向，使標準結構件的制造產生大量廢鈦屑，即所謂的殘鈦。一般鍛造鈦錠加工可產生70％的殘鈦，有時這一數字可高達90％。

為減少過高成本造成的負擔，一方面發展了殘鈦處理工藝，另一方面開發了近凈成形、超塑成形、精密鑄造和粉末冶金以及熱等靜壓與擴散連接等高新技術。比如通過制粉、成型、燒結或熱等靜壓固結方法加工而成的粉末冶金制品為近凈成形件，材料利用率高達80％，既降低了材料消耗，又明顯減少了切削加工量。又如大型薄壁精密鑄造技術在鈦合金中的應用，使鈦鑄件性能接近鈦鍛件，而成本降低50％左右。