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                技术支持

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                钛的十大特性
                时间:2021-05-05 11:59 点击次数:
                密度小、强度高、比强度大
                   钛的密度是4.51g/cm3,为钢的57%,钛比铝重不到两倍,强度比铝大√三倍。钛合金的比强㊣ 度(强度/密度之比值)是常用工业合金中最大的,钛合金的比强度是↓不锈钢的3.5倍;铝合金的1.3倍;镁合金的1.7倍,所以是宇航工业必不可少的结构材料。
                金属 钛(合金) 铝(合金) 镁(合金) 高强度钢
                密度/g/cm3 4.5 7.87 2.7 1.74 7.8
                比强度 29   21 16 23
                  钛与其他金属密度和比强度的比较
                   耐蚀性々能优异
                    钛的钝性取决∞于氧化膜的存在,它在氧化性介质中的耐蚀性比在还原介质中要好得多,在☉还原性介质中会发生高速率腐蚀。
                   耐热性能好
                   通常铝在150℃,不锈钢在310℃即失去了原有性能,而钛合金在◥500℃左※右仍保持良好的力学性能,铝合金和镁合金已不能使用,而钛合金则能满足要求。钛的耐热性▓能好,它用于航空发动机压气机的盘和叶片以及飞机后机∩身的蒙皮。
                 低温性能好
                   某些钛∑ 合金(如Ti-5Al-2.5SnELI)的强度随温度的降低而提高,但塑性降低的不多,在低温下
                仍有较好★的延展性及韧性,适宜在超低温下使用。
                  无磁
                   钛无磁性,它用于潜艇壳ζ体,不会引起水雷的爆炸。
                  热导率小
                QCTI
                钛与其他〖的金属热导率比较如表:
                金属 纯钛 钛合金 普通钢 不锈钢 铝合金 镁合金
                热电率/w.(m.k)-1 17 7.5 63 16 121 159 385
                钛与其他的金属热导率比较
                     钛的热导率ζ 小,仅为刚的1/5,铝的1/13,铜的1/25。导热性不好是钛的一个缺点,但在某些场合下可以利用钛的这一△特征。
                  弹性模Ψ量低
                 钛的弹性模量仅为刚的55%,作为结构材料使用○时,弹性模♂量低是个缺点。
                 钛与其他金属的弹【性模量比较如表:
                钛与其他金属的弹性模量比较
                金属 纯钛 钛合金 普通钢 不锈钢 铝合金 镁合金
                弹性模量/GPa 106.3 113.2 205.8 199.9 71.5 44.8 107.8
                 
                  抗拉强度与屈服强度很接近
                   Ti-6Al-4V钛合「金抗拉强度为960MPa,屈服※强度为892MPa,两者∑之间差只有58MPa,如表:
                强  度 钛合金Ti-6Al-4V 不锈钢18-8 铝合金
                抗拉强度/MPa 960 608 470
                屈服强度/MPa 892 255 294
                  钛在高温下容易被氧化
                   钛同▆氢氧的结合力强,要注意防止氧化和吸氧。钛材焊接氩气保护下进行,防止污染。钛管与薄板要在真空下╲热处理,钛锻件的热处理时要控制微①氧化性气氛。
                  抗阻尼性能低
                   用钛及其他金属材料(铜,钢)制成形状和大小完全一ω 样的钟,用同等的力把每个钟敲一下就会发现,用钛做的钟振荡〒起来声音持续的时间QCTI
                长,即通过敲击给◆予钟的能量不容易消失,所以,我没说钛的◎阻尼性能低。
                钛ξ 的三种特殊功能
                形状记忆功能
                    指的是Ti-50%Ni(原子)合金,在一︾定的温度条件下,能够恢复他原来形状的本领,称这种材料为形状记忆合金。
                超导功能
                    指的是NbTi合金,当温度下降到接近绝对零度时卐,NbTi合々金制成的导线,会失去电阻,任意大的电流通过,导线都不会◤发热,没有能耗,NbTi被称为》超导材料。
                贮氢功能
                   指的是Ti-50%Fe(原子)合金,具有大量吸收氢气的本领。利用TiFe的这一特征,可把氢安全的贮存起来,即贮存氢不一定使用钢制高压气瓶。在一定条件下还可以让TiFe把氢←放出来,TiFe被称为贮能材料ξ。
                工业钛与钛合金【
                    钛主要有两大类。一是工业纯钛,钛的纯度为95%以上;二是钛合金,钛作为基体占↓90%。
                合金类型 中国牌号 国外相   近牌号 名义化   学成分 工作温度/℃ 强度水平/MPa 特点与应用
                 
                 
                工业纯钛
                GR1
                Gr2
                 
                GR3
                 
                GR4
                Gr.1 BT1-00(俄)Gr.2 BT1-0(俄)Gr.3
                   
                Gr.4
                Ti        
                 
                Ti       
                 
                Ti        
                 
                Ti  
                300      
                 
                300      
                 
                300      
                 
                300
                ≥240
                 
                ≥400
                 
                ≥500
                 
                ≥580
                工业纯钛系指几种〖具有不同的Fe、C、N、O等杂质含量的非合金钛,不能进行热处理强化,成形性能优异,易于熔焊◥和钎焊。用于制造各种非承力件,长期工作温度可达300℃。
                 
                工业纯钛
                 QCTI
                钛合金■由于合金元素的作用而呈现多样化的特性。它们往往具有比纯钛更高的强度、耐热性、耐蚀性,在航空、航天、船舶、核能、军工等高科技领域,具有ㄨ更广泛的用途。钛合金由于加工抗力大,加工温度范围窄等原因,生产难度♂大,产品技术含量高,往往是钛行业研究开发的重点。
                钛及钛合金的用途示表7-1.
                钛及钛合金
                钛有两种同素异晶体,具有同素异晶转变组织。纯钛的同素异〗晶体的转变温度为882℃。在相变点以下,钛为α相,具有密排六方结构(hcp);在相变点以上,钛为β相,具有@ 体心立方结构,(bcc),同素异晶转变为解释钛合金的多样性和复杂性提供了重要的物理化学基础。
                到■目前为止,已有十几种合金元素,与钛形成了有实用价值的钛合金。根据对α相和β相稳定性影响□的不同,钛合金元素通常︻分为α稳定元素(如铝、氧、碳等)、β稳定元素(如钼、钒、铬、铁等)和中性元素(锆、锡等)。
                按照α和β相含量,钛合金一般分为α型、近α型、α+β型、β型及近β型等五种钛〇合金,α合金和近β合金是β相比例高的合金,而α+β两相合金则是介于上述二者之间的合金。
                钛合金的类→型和钛合金的性能有较好的对▃应关系,如图7-1所示。例如,α钛合金具有较高的耐热性和可焊性,而β钛合金具有◆较高的室温强度和冷成型性,α+β两相钛合金则具有较好的综合性能▲。因此,TC4钛合金是应用最广泛的钛合金。
                在我国,凡纳入国家标准的钛合』金,其牌号都与合金相结构相对应。α合金和近α合金,标记为“TA”类合金。TA、TC、TB后的数字,早期层体现合金化程度高低,现在已没有工程技术含义,只大致反应标准合金注册的时序。凡没有TA、TC、TB标记的▓合金,都是各研究单位自行命名而尚未纳入国家∮标准的钛合金。
                据不完全统计,我国已获得重大工程︼应用的实用钛合金大约有60种,其中α合金和近α合金28种,α+β钛合金23种,β合金及近β合金10种,部分〓合金的牌号、成分、特性及应用等见下表,列入表中的合金都是在工程上得到应用的合◥金。
                 

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