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鈦合金 鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān),最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過(guò)0.1%,但其強度低、塑性高。99.5%工業(yè)純鈦的性能為:密度ρ=4.5g/cm3,熔點(diǎn)為172 5℃,導熱系數λ=15.24W/(m.K),抗拉強度σb=539MPa,伸長(cháng)率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。 熱強度高 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度,可在450~500℃的溫度下長(cháng)期工作這兩類(lèi)鈦合金在150℃~500℃范圍內仍有很高的比強度,而鋁合金在150℃時(shí)比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。 抗蝕性好 鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作,其抗蝕性遠優(yōu)于不銹鋼;對點(diǎn)蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對堿、氯化物、氯的有機物品、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。 低溫性能好 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℃下還能保持一定的塑性。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。 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)生強烈的化學(xué)反應。含碳量大于0.2%時(shí),會(huì )在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC;溫度較高時(shí),與N作用也會(huì )形成TiN 硬質(zhì)表層;在600℃以上時(shí),鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升,也會(huì )形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達0.1~0.15 mm,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)生粘附現象。 用途 鈦合金具有強度高而密度又小,機械性能好,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,在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差,生產(chǎn)工藝復雜。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開(kāi)始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要,使鈦工業(yè)以平均每年約8%的增長(cháng)速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達4萬(wàn)余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業(yè)純鈦(TA1、TA2和TA3)。
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