钛合金综述论文

合集下载

先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述

先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述

先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述摘要本文对钛合金产业市场及其发展趋势进行了简要分析。

总结和阐述了近年来世界各国钛及钛合金的发展现状和未来发展趋势。

重点描述了近年来钛及钛合金最新制备及加工技术的发展和应用,主要包括钛及钛合金的冶炼提取、熔炼铸造、最新加工方法、热处理规范以及在航空航天、舰船、化工、生物及医用材料、汽车、体育等领域的发展和应用。

通过对钛及钛合金近年来发展现状的了解,结合钛研制开发过程中出现的一些问题,简要分析了钛及钛合金的几个主要的发展方向及趋势。

关键词:钛及钛合金; 熔炼; 铸造; 近净成形; 线摩擦焊接目录引言 (3)1. 钛合金市场分析 (4)1.1 钛合金运用面扩展 (4)1.2 民用钛合金需求旺盛 (5)1.3 航空业发展促进钛合金需求增加 (6)1.4 亚太地区等新兴经济体促进钛合金市场增加 (8)2. 钛合金产业的发展趋势 (9)2.1 目前我国钛合金产业发展状况 (9)2.2 国家重视钛合金产业的发展 (10)2.3 我国广阔的需求促进发展 (10)2.4 钛合金产业技术的升级调整 (10)3. 钛合金的最新加工技术 (11)3.1传统的钛合金材料加工技术 (11)3.2 超塑性成形技术 (13)3.3 材料制备及加工过程的计算机模拟技术 (13)3.4 钛合金的热处理技术 (14)3.5钛合金铸造性能 (15)4. 钛合金的应用 (15)5.专利 (16)6我国钛行业发展展望 (17)参考文献: (18)引言在1791 年,钛由科学家格雷戈尔发现,随后德国化学家克拉普罗特用希腊神话的泰坦为该元素命名。

钛在自然界中虽然广泛存在,但因为其存在分散并且提取难度大,所以从发现钛元素到制得纯品,经历了百年以上。

目前,钛合金具有耐蚀性好、强度大、耐热性强等等优势而被广泛用于各个领域。

到20 世纪50 年代,钛元素得到重大发展。

20 世纪50~60 年代,发展出航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70 年代发展出耐蚀钛合金。

钛合金材料

钛合金材料

钛合金材料《新型工程材料应用》课程论文摘要:随着新技术革命浪潮的推进,继合金钢和金属铝之后,新崛起的第三金属——钛,越来越多地渗透到工业、技术和科学的各个领域,它的魅力向人类展示了它的美好前景。

本文介绍了钛合金的合金化原理、性能特性,综述近年来国内外钛合金材料的发展应用和研发状况,对钛合金材料的发展前景进行了展望。

关键词:钛合金、合金化、特性、发展概述: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0.1%,但其强度低、塑性高。

99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。

而钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。

合金化原理: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。

应用了钛合金的产品前者有钼、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0.15~0.2%和0.04~0.05%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 0.015%以下。

氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。

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。

钛合金文献综述

钛合金文献综述

学院:机械学院专业:材料成型及控制工程班级:065 姓名:杨建伟指导老师:唐明奇文献综述摘要:钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。

自1954年美国研制成功Ti-6Al-4V 合金以来,钛合金以它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好等一系列优越性特点,而成为钛工业中的王牌合金。

特别在航空高科技领域得到了大量应用,现今于医学,汽车等上也应用广泛。

钛合金阳极氧化膜的存在,,进一步弥补了钛合金在某些方面的缺陷,使其性能更加优异突出。

本篇综述着重对钛合金,钛合金阳极氧化膜的原理规律和制备技术做了主要介绍。

关键字:钛,钛合金,航空工业,阳极氧化,钛合金阳极氧化膜Abstract:Titanium is an important structure of metal developed in thenineteen fifties, titanium alloy with high strength, good corrosion resistance, heat resistance is higher and is widely used in various fields. Many countries in the world have realized the importance of titanium alloy material, have been carried out on the research and development, and has been applied in. Since 1954, the United States developed Ti-6Al-4V alloy, titanium alloy on its heat resistance, strength, toughness, ductility, formability, compatibility is good and a series of advantages of weld ability, corrosion resistance and biological, and become the ace of titanium alloy in industry. In particular has been widely used in aviation technology, now in medicine, such as car is also widely used. Anodic oxide film on titanium alloy, titanium alloy, to remedy the defects in some aspects, make its performance more prominent. This review focuses on the titanium alloy, titanium alloy anodic oxide film and preparation technology of the principle of mainly introduces.Key words ,titanium, titanium alloy, aircraft industry, anodization,Titanium alloy anodic oxide film.前言钛是20世纪50年代发展起来的一种重要金属,密度小,比强度高和耐腐蚀性好。

钛及钛合金范文范文

钛及钛合金范文范文

钛及钛合金范文范文
钛的密度相比于传统的结构材料如钢铁和铝合金更低,因此它们可以降低结构的总重量,并且提高了部件的载荷能力。

这一特点使得钛及其合金成为航空航天领域中常用的材料之一、在航空航天器的制造中,钛及其合金广泛应用于机身、发动机部件、燃烧室等关键部件上,以提高航空器的性能和可靠性。

此外,钛及其合金还具有优异的高温特性。

在高温环境下,钛及其合金的强度保持相对稳定,而其他材料如铝和镍合金则会出现明显的软化。

因此,在高温条件下,钛及其合金能够保持结构的强度和稳定性,适用于制造涉及高温环境的部件,如航空发动机、汽车发动机的涡轮,以及石油化工和能源领域的高温设备。

除了优异的力学性能和高温特性,钛及其合金还具有出色的耐腐蚀性能。

钛具有稳定的钝化膜,在大部分环境中都能抵御酸、碱和盐等化学物质的腐蚀。

这使得钛及其合金广泛应用于海洋工程、化工设备和生物医疗器械等领域,在这些恶劣的环境条件下能够长期使用而不出现腐蚀问题。

然而,钛及其合金的制造和加工过程相对复杂,成本较高。

钛是一种难以提取和精炼的金属,所以其总体价格相对较高,限制了其广泛应用的程度。

此外,钛和钛合金在加工过程中容易发生氧化,所以在制造和加工过程中需要采取特殊的措施保护材料的表面。

这增加了生产成本和制造难度。

总的来说,虽然钛及其合金有一些制造和加工上的困难和成本限制,但其良好的力学性能、高温特性和耐腐蚀性使其在航空航天、汽车、海洋
工程等领域具有广泛的应用前景。

随着制造工艺的不断改进和技术的发展,钛及其合金的成本将进一步降低,为其更广泛的应用提供可能。

典型钛及钛合金的组织与性能综述

典型钛及钛合金的组织与性能综述

典型钛及钛合金的组织与性能综述钛及钛合金是一类重要的结构材料,具有低密度、高强度、优良的耐腐蚀性和良好的高温稳定性等特点。

本文将对典型钛及钛合金的组织与性能进行综述,包括纯钛、α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金四个方面。

纯钛是一种由于其较高的纯度而具有良好综合性能的金属材料。

其组织以α相为主,具有良好的延展性、塑性和韧性。

纯钛的强度较低,但其具有较高的耐腐蚀性,尤其是对氧化腐蚀具有较好的抵抗能力。

纯钛的熔点较低,易于加工成形,并可通过热处理改善其强度。

α型钛合金主要由α相和少量的β相组成。

α相是一种具有密排六方最密堆积结构的钛晶体结构,具有良好的可塑性。

β相是一种具有体心立方结构的钛晶体结构,具有较高的强度。

α型钛合金具有良好的综合性能,具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和热稳定性。

它们通常用于航空航天、汽车制造等领域。

β型钛合金主要由β相组成,β相是一种具有体心立方结构的钛晶体结构,具有较高的硬度和强度。

β型钛合金具有较高的强度、优良的耐腐蚀性和良好的高温稳定性。

它们广泛应用于航空航天、船舶制造、化工等领域。

α+β型钛合金同时包含α相和β相,组织复杂且多样。

它们具有较高的强度、耐腐蚀性和高温稳定性,同时兼具良好的可塑性和冲击韧性。

α+β型钛合金是一类综合性能较好的钛合金,广泛应用于航空航天、电子设备等高端领域。

除了以上提到的几种典型钛及钛合金,还有许多其他类型的钛合金,如α'型钛合金、硬质钛合金等。

这些钛合金具有不同的组织和性能,可以根据具体的应用需求进行选择。

总之,钛及钛合金作为一类重要的结构材料,具有独特的组织和性能。

不同类型的钛及钛合金在应用领域、组织结构和性能方面存在差异,但都具有低密度、高强度、优良的耐腐蚀性和良好的高温稳定性等特点。

随着研究的深入,钛及钛合金在各个领域的应用前景将会更加广阔。

典型钛及钛合金的组织与性能综述

典型钛及钛合金的组织与性能综述

典型钛合金的组织与性能文献查阅总结1.α型钛合金α型钛合金中又分为全α型钛合金和近α型钛合金,工业纯钛属于α型钛合金,此外一般α合金含有6%左右的Al和少量中性元素,退火后几乎全部是α相,典型合金包括TA1~TA7合金等;近α型钛合金中除了含有Al和少量中性元素外,还有少量(不超过4%)的稳定元素,如TA15、TA16、TA17等。

1.1工业纯钛工业纯钛按杂质元素含量分为TA1、TA1ELI、TA1-1、TA2、TA2ELI、TA3、TA3ELI、TA4、TA4ELI9个牌号,相变点大约为900℃。

工业纯钛具有高塑性、适当的强度、良好地耐蚀性以及优良的焊接性能等特点,广泛应用于化工设备、滨海发电装置、海水淡化装置、舰船零部件等,其冷热加工性能好,可生产各种规格的板材、棒材、型材、带材、管材和丝材,一般在退火状态下交货使用。

典型的工业纯钛显微组织如图1-3所示:图1 TA1板材650℃/1h退火态组织:等轴α+少量晶间β图2 TA2大规格棒材600℃/1h退火态组织:等轴α图3 TA3板材800℃/1h退火态组织:等轴α+含有针状α转变的β1.1.1 TA1钛管的组织与性能[][]庞继明,李明利,李明强等. 退火温度对TA1钛管材组织和性能的影响[J]. 钛工业进展. 2011, 28(2): 26-28研究方法:TA1铸锭经过2500t水压机开坯锻造和1600t卧式挤压机热挤压,最终获得φ45×7mm的管坯。

管坯经两辊和三辊管材冷轧机轧制成φ12×1.25mm的管材。

将管材置于真空热处理炉中,分别加热至450,475,490,500,550,600,650,700℃,保温90min,随炉冷却。

a)TA1钛管的显微组织图1为冷加工态及不同的温度热处理后的TA1管材横向显微组织。

可以看出,冷加工态的TA1管材组织混乱且有部分晶粒破碎不完全;700℃下的组织已完全再结晶、等轴化,与650℃的相比晶粒已明显长大。

钛合金在多领域的应用与发展

钛合金在多领域的应用与发展

上海大学本科生课程论文论文题目:钛合金在多领域的应用与发展课程名称:课程号:学生姓名:学生学号:所在学院:材料科学与工程学院日期摘要:钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。

本文综述了钛合金在航空航天飞行器、热氢处理、发动机、高温钛合金、生物医用材料等方面的应用与发展。

关键词:钛合金;航空;氢;发动机;生物医用材料钛合金在航空方面的应用与发展钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点。

从 20 世纪 50 年代开始 ,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。

钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一 ,可以减轻飞机的重量 , 提高结构效率。

在飞机用材中钛的比例 ,客机波音 777 为 7%,运输机 C-17 为 10.3%, 战斗机 F-4 为 8%,F-15 为 25.8%,F-22 为 39%。

高性能航空发动机的发展需求牵引着高温钛合金的发展 , 钛合金的使用温度逐步提高,从20世纪50年代以Ti-6AI-4V 合金为代表的350 C ,经过IMI679和IMI829提高到了以IMI834合金为代表的600Co目前,代表国际先进的高温钛合金有美国的Ti-6242S,Ti-1100, 英国的IMI834,俄罗斯的BT36以及中国的 Ti-60。

表2为600C 主要高温钛合金的成分及性能特点。

Ti-6242S(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si) 钛合金是美国于 20 世纪 60 年代为了满足改善钛合金高温性能的需要 , 特别是为了满足喷气发动机使用要求而研制的一种近a型钛合金。

合金的最高使用温度为540C ,室温的a b=930 MPs o特点是具有强度、蠕变强度、韧性和热稳定性的良好结合 , 并具有良好的焊接性能 , 主要应用于燃气涡轮发动机零件,发动机结构板材零件,飞机机体热端零件。

钛合金论文:钛合金的特性及其应用

钛合金论文:钛合金的特性及其应用

钛合金论文:钛合金的特性及其应用[摘要]综述了钛合金材料的应用及研究现状,着重介绍了钛及钛合金的主要特性,加工性能及其在航空航天、军事工业和汽车制造方面的应用,并在此基础上展望了钛合金的发展方向。

[关键词]钛合金特性加工性能应用领域Ti在地壳中的丰度为0.56%(质量分数,下同),在所有按元素中居第9位,而在可作为结构材料的金属中居第4位,仅次于Al、Fe、Mg,其储量比常见金属Cu,Pb,Zn储量的总和还多。

我国钛资源丰富,储量为世界第一。

钛合金的密度小,比强度、比刚度高,抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好,具有优良的综合性能,是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。

近年来,世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展,海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平,在航空航天领域、舰艇及兵器等军品制造中的应用日益广泛,在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的应用潜力。

一、钛及钛合金的特性钛及钛合金具有许多优良特性,主要体现在如下几个方面:1.强度高。

钛合金具有很高的强度,其抗拉强度为686—1176MPa,而密度仅为钢的60%左右,所以比强度很高。

2.硬度较高。

钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。

3.弹性模量低。

钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10-1.176×10MPa,约为钢和不锈钢的一半。

4.高温和低温性能优良。

在高温下,钛合金仍能保持良好的机械性能,其耐热性远高于铝合金,且工作温度范围较宽,目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃;在低温下,钛合金的强度反而比在常温时增加,且具有良好的韧性,低温钛合金在-253℃时还能保持良好的韧性。

5.钛的抗腐蚀性强。

钛在550℃以下的空气中,表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜,故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中,其耐蚀性优于大多数不锈钢。

二、钛及钛合金的加工性能1.切削加工性能钛合金强度高、硬度大,所以要求加工设备功率大,模具、刀具应有较高的强度和硬度。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

钛合金综述论文摘要:钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。

关键词:钛合金;合金化;分类;用途;新发展正文:钛合金概述钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。

20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。

钛合金耐热的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。

A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。

结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。

目前,世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有20~30种,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。

合金化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0.15~0.2%和0.04~0.05%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 0.015%以下。

氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。

钛合金分类: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(titanium 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。

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+β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。

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。

钛合金性能基本性能: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0.1%,但其强度低、塑性高。

99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。

强度高:钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。

因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。

目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。

热强度高:使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。

钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。

抗蚀性好:钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。

但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差,在红烟硝酸,N2O4(含氧,不含NO,24℃~74℃);HCl, Cl2-水溶液,固体氯化物(>290℃),海水,甲醇,甲醇蒸汽,三氯乙烯,有机酸中耐蚀性也很差,容易发生应力腐蚀。

低温性能好:钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。

低温性能好,间隙元素极低的钛合金。

因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。

化学活性大:钛的化学活性大,与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。

含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。

切削特点:钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难,小于HB300时则容易出现粘刀现象,也难于切削。

但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面,关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。

钛合金用途钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。

另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。

还有抗磨性差,生产工艺复杂。

钛的工业化生产是1948年开始的。

航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。

目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。

使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。

此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。

60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。

钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。

70年代起,民用机开始大量使用钛合金。

70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。

航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。

人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。

钛合金新进展近年来,各国正在开发低成本和高性能的新型钛合金,努力使钛合金进入具有巨大市场潜力的民用工业领域阳。

国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在以下几方面:高温钛合金:世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V,使用温度为300-350℃。

随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金,以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。

目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有。

近几年国外把采用快速凝固/粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向,使钛合金的使用温度可提高到650℃以上。

钛铝化合物为基的钛合金)和TiAl(γ)金属间与一般钛合金相比,钛铝化合物为基钠Ti3Al(α2化合物的最大优点是高温性能好、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻,这些优点使其成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料。

高强高韧β型钛合金β型钛合金具有良好的冷热加工性能,易锻造,可轧制、焊接,可通过固溶-时效处理获得较高的机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性的很好配合。

阻燃钛合金常规钛合金在特定的条件下有燃烷的倾向,这在很大程度上限制了其应用。

针对这种情况,各国都展开了对阻燃钛合金的研究并取得一定突破。

所制成具有相当好的热变形工艺性能,可用其制成复杂的零件。

医用钛合金:钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,是非常理想的医用金属材料,可用作植入人体的植入物等。

目前,在医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。

但后者会析出极微量的钒和铝离子,降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害,这一问题早已引起医学界的广泛关注。

与α+β钛合金相比,β钛合金具有更高的强度水乎,以及更好的切口性能和韧性,更适于作为植入物植入人体。

估计在不久的将来,此类具有高强度、低弹性模量以及优异成形性和抗腐蚀性能的庐钛合金很有可能取代目前医学领域中广泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金。

相关文档
最新文档