鈦是一種金屬元素,灰色,原子序數22,相對原子質量47.867.能在氮氣中燃燒,熔點高。純鈦和以鈦為主的合金是新型的結構材料,主要用于航天工業和航海工業。由于鈦具有熔點高、比重小、比強度高、韌性好、耐酸堿腐蝕、導熱系數低、高低溫度耐受性能等特點,其商業價值在20世紀50年代開始被人們認識,廣泛應用于航空、航天、航海、石油機械、化工等領域。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%,其比強度高,耐腐蝕、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主要用作耐腐蝕合金。鈦合金具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗腐蝕性能很好。
鈦合金根據相的組成可分為三類:α合金,(α+β)合金和β合金,中國分別以TA、TC、TB表示。
① α合金含一定量的穩定α相的元素,平衡狀態下主要由α相組成。α合金比重小,熱強性好、具有良好的焊接性和優異的耐蝕性,缺點是室溫強度低,通常用作耐熱材料和耐蝕材料。α合金通常又可分為全α合金(TA7)、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu)。 ② (α+β)合金含一定量的穩定α相和β相的元素,平衡狀態下合金的組織為α相和β相。(α+β)合金有中等強度、并可熱處理強化,但焊接性能較差。(α+ β)合金應用廣泛,其中Ti-6Al-4V合金的產量在全部鈦材中占一半以上。
鈦棒
鈦棒(3張)
③ β合金含大量穩定β相的元素,可將高溫β相全部保留到室溫。β合金通常又可分為可熱處理β合金(亞穩定β合金和近亞穩定β合金)和熱穩定β合金。可熱處理 β合金在淬火狀態下有優異的塑性,并能通過時效處理使抗拉強度達到130~140kgf/mm2。β合金通常作高強度高韌性材料使用。缺點是比重大,成本高,焊接性能差,切削加工困難。 |
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