钛合金简介.doc

钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体: 882 ℃以下为密排六方结构α钛, 882 ℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类: ①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在 ~ %和 ~ %以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 %以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。钛合金的分类[编辑本段]钛是同素异构体,熔点为 1720 ℃,在低于 882 ℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在 882 ℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金( itanium alloys )。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类: α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以 TA 、 TC 、 TB 表示。α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在 500 ℃~ 600 ℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进一步强化,室温强度可达 1372 ~ 1666 MPa ;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。α+β钛合金它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高 50 %~ 100 %;高温强度高,可在 400 ℃~ 500 ℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金; α钛合金的切削加工性最好, α+p 钛合金次之, β钛合金最差。α钛合金代号为 TA ,β钛合金代号为 TB ,α+β钛合金代号为 TC 。钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等) 、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。热处理钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度;针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性;等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。钛合金的性能[编辑本段]钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过 %,但其强度低、塑性高。 %工业纯钛的性能为: 密度ρ= ,熔点为 1800 ℃,导热系数λ=/(m.