鈦及其合金具有質(zhì)量輕、比強度高、良好的耐蝕性。鈦及其合金還有很高的耐熱性,實際應(yīng)用的熱強鈦合金工作溫度可達400℃~500℃,因而鈦及其合金已成為航空、航天、機械工程、化工、冶金工業(yè)中不可缺少的材料。但由于鈦在高溫中異?;顫?,熔點高,熔煉、澆注工藝復(fù)雜且價格昂貴,成本較高,因此使用受到一定限制。1.純鈦純鈦是灰白色輕金屬,密度為4.54g/cm3,熔點為1668℃,固態(tài)下有同素異晶轉(zhuǎn)變,在882.5℃以下為α-Ti(密排六方晶格),882.5℃以上為β-Ti(體心立方晶格)。純鈦的牌號為TA0、TA1、TA2、TA3。TA0為高純鈦,僅在科學(xué)研究中應(yīng)用,其余三種均含有一定量的雜質(zhì),稱工業(yè)純鈦。純鈦焊接性能好、低溫韌性好、強度低、塑性好,易于冷壓力加工。
2.鈦合金鈦合金可分為三類:α鈦合金、β鈦合金和(α+β)鈦合金。我國的鈦合金牌號是以TA、TB、TC后面附加順序號表示,常用的鈦合金牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能,見表1.5.3。
(1)α鈦合金
由于α鈦合金的組織全部為α固溶體,因此組織穩(wěn)定,抗氧化性和抗蠕變性好,焊接性能也很好。室溫強度低于β鈦合金和(α+β)鈦合金。但高溫(500℃~600℃)強度比后兩種鈦合金高。α鈦合金不能熱處理強化,主要是固溶強化來提高其強度。
表1.5.3常用的鈦合金牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能
TA7是常用的α鈦合金,該合金有較高的室溫溫度、高溫強度和優(yōu)良的抗氧化性及耐蝕性,并具有很好的低溫性能,適宜制作使用溫度不超過500℃的零件。如導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機的渦輪機匣等。
(2)β鈦合金
β鈦合金具有較高的強度,優(yōu)良的沖壓性,但耐熱性差,抗氧化性能低。當(dāng)溫度超過700℃時,合金很容易受大氣中的雜質(zhì)氣體污染。它的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,且性能不太穩(wěn)定,因而限制了它的使用。β鈦合金可進行熱處理強化,一般可用于淬火和時效強化。
TB1是應(yīng)用最廣泛的β鈦合金,淬火后容易得到介穩(wěn)定的單相β組織,這時該合金具有良好的冷成形性能。該合金使用溫度在350℃以下,多用于制造飛機結(jié)構(gòu)件和緊固件。
(3)α+β鈦合金
α+β鈦合金室溫組織為α+β,它兼有α鈦合金和β鈦合金兩者的優(yōu)點,強度高、塑性好,耐熱性高,耐蝕性和冷熱加工性及低溫性能都很好,并可以通過淬火和時效進行強化,是鈦合金中應(yīng)用最廣的合金。
TC4是用途最廣的合金,退火狀態(tài)具有較高的強度和良好的塑性(σb=950MPa,δ=10%),經(jīng)淬火和時效處理后其強度可提高至1190MPa。該合金還具有較高的抗蠕變能力、低溫韌度及良好的耐蝕性,因此常用于制造400℃以下和低溫下工作的零件。如飛機發(fā)動機壓氣機盤和葉片,壓力容器等。
類型
| 合金
牌號
| 化學(xué)
成分
| 狀態(tài)
| 室溫化學(xué)性能,不小于
| 高溫化學(xué)性能
| σb/Mpa
| δ×100
| ψ×100
| αk/J·cm-2
| 試驗溫度/℃
| 瞬時強度σ/Mpa
| 持久強度σ/Mpa
| α
鈦
合
金
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來源:上海威勵金屬制品有限公司
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