钛及钛合金材料精品整理
钛及钛合金牌号

钛及钛合金牌号、特性及应用Ti-6Al-4V属于热处理强化的钛合金,它具有较好的焊接性薄板成型性和锻造性能。
用于制造喷气发动机压缩机叶片,叶轮等。
其他如起落架轮和结构件,紧固件,支架,飞机附件,框架、桁条结构、管道,应用非常广泛。
Ti-5Al-2.5Sn锻造时抗裂纹的能力较好,成型性尚可,焊接性良好,热处理不能强化。
用于传动齿轮箱外壳,喷气发动机外壳装置及导向叶片罩,管道结构等。
Ti-8Al-1Mo-1V成型性及锻造时抗裂纹的能力尚可,焊接性好,但不可热处理强化。
用地制作喷气发动机叶片,叶轮和外壳,陀螺仪万向导向叶片罩,喷管装置的内蒙皮和框架等。
Ti-6Al-6V-2Sn属于可热处理强化的钛合金,锻造时抗裂纹的能力好,但焊接性差。
用于制造紧固件,入风口控制导向装置,试验结构件。
Ti-13V-11Cr-3Al属于可热处理强化的钛合金,成型性良好,锻造时有一定抗裂纹能力,焊接性尚可,用作结构锻件,板状桁条结构,蒙皮,框架、支架、飞机附件,紧固件。
Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.2Si属于可热处理强化的钛合金,锻造时抗裂纹的能力好,用于制造喷气发动机叶片,叶轮,起落架滚轮,飞机骨架、紧固件等。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo成型性焊接性好,锻造时有良好的抗裂纹能力,但不热处理强化。
用于制造压缩机叶片,叶轮,起落架滚轮,隔圈压气机箱组合件,飞机骨架,蒙皮构件等。
Ti-4Al-3Mo-1V属于可热处理强化的钛合金,锻造性、成型性好。
用于制造飞机骨架构件。
IMI125IMI130IMI160工业纯钛,抗蚀性优异,比强度较高,疲劳极限较好,锻造性好,可用普通方法锻造、成形和焊接。
可制成板、棒、丝材。
应用于航空、医疗、化工等方面,如排气管,防火墙、受热蒙皮以及要求塑性好、能抗蚀的零件IMI317属于α型钛合金,可焊接,在315~593℃具有良好的抗氧化性、强度和高温稳定性,可制造锻件及板材零件,如航空发动机压气机叶片、壳体、支架。
国内外常用钛及钛合金牌号

国内外常用钛及钛合金牌号钛是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀性的金属材料,广泛应用于航空航天、化工、医疗、汽车、船舶等领域。
下面将介绍一些常用的国内外钛及钛合金牌号。
一、纯钛牌号1. CP1、CP2、CP3、CP4这是最常见的纯钛牌号,也是最常用的工业纯钛。
它们的差异主要是杂质含量的不同,CP1是杂质含量最低的纯钛,CP4则是杂质含量相对较高的纯钛。
2. Gr.1、Gr.2、Gr.3、Gr.4这些是美国钛合金协会(ASTM)制定的纯钛牌号,与前面的CP牌号对应。
Gr.1对应于CP4,Gr.2对应于CP3,依此类推。
二、钛合金牌号1. Ti-6Al-4V这是最常见的钛合金牌号,含有6%的铝和4%的钒。
它具有良好的强度、耐腐蚀性和热稳定性,广泛应用于航空航天、医疗和汽车制造等领域。
2. Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo这是一种高强度、高耐腐蚀性的钛合金,适用于高温、高压环境下的应用,如航空发动机等。
3. Ti-3Al-2.5V这是一种中等强度、良好耐腐蚀性的钛合金,常用于航空航天、船舶和化工领域。
4. Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al这是一种高强度、高耐腐蚀性的钛合金,适用于航空航天、海洋和船舶制造等领域。
5. Ti-6242这是一种高强度、高温钛合金,具有优异的耐腐蚀性和热稳定性,常用于航空航天和化工领域。
三、其他常见钛合金牌号除了上述几种常用的钛合金牌号外,还有一些其他常见的钛合金,例如Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo、Ti-8Al-1Mo-1V等。
这些牌号都具有特定的化学成分和性能特点,可以根据具体要求选择使用。
总结:以上介绍了一些常用的国内外钛及钛合金牌号,包括纯钛牌号如CP1、CP2、CP3、CP4以及Gr.1、Gr.2、Gr.3、Gr.4;钛合金牌号如Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-3Al-2.5V、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al等。
钛及钛合金

钛及钛合金
3. (α+β)钛合金
(α+β)钛合金除含有铬、钼、钨等促使β相稳定的元素外,还含有 锡、铝等促使α相稳定的元素。在冷却到一定温度时,发生β→α相转变, 室温下为α+β两相组织。
(α+β)钛合金的强度、耐热性和塑性都比较好,并可以进行热处理 强化,应用范围较广。(α+β)钛合金的牌号有TC1、TC2、TC3、TC4、 TC6等。其中以TC4(钛铝钒合金)用途最广、经淬火(930 ℃加热)和 时效处理(540 ℃,2 h)后,其R m可达1 274 MPa、A>13%,并有 较高的蠕变抗力、低温韧性和良好的耐蚀性。TC4合金适于制造在400 ℃ 以下和低温下工作的零件,如火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料容 器等。
钛及钛合金
常用钛合金的牌号、力学性能和用途见表1-9。
钛及钛合金
钛及钛合金是20世纪50年代出现 的一种新型结构材料。由于钛的密度 小,强度高,耐高温,耐蚀,资源丰 富,现已成为航天、化工和国防工业 生产中广泛应用的材料。
一、 工业纯钛 1. 纯钛的性能
钛及钛合金
纯钛呈银白色,密度为4.508×103 kg/m3,熔点为1 677 ℃, 热膨胀系数小。纯钛塑性好,强度低,容易加工成形。结晶后有同 素异构转变,在加热到882 ℃时,由密排六方晶格的α-钛转变为体 心立方晶格的β-钛。钛与氧和氮的亲和力较大,非常容易与氧和氮 结合形成一层致密的氧化物和氮化物薄膜,其稳定性高于铝及不锈 钢的氧化膜,故在许多介质中钛的耐蚀性比不锈钢更优良,尤其是 抗海水腐蚀的能力非常突出。
2. β钛合金
钛及钛合金
β钛合金中主要加入铜、铬、钼、钨和铁等促使β相稳定 的元素,在正火或淬火时容易将高温β相保留到室温组织, 得到较稳定的β相组织。β钛合金具有良好的塑性,在540 ℃ 以下具有较高的强度,但其生产工艺复杂,合金密度大,故 在生产中用途不广。
钛及钛合金论文[整理版]
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金属钛的地理分布:世界钛矿资源总体状况:截至 1995 年底,世界金红石(包括锐钛矿)储量和储量基 础分别为 3330 万 t 和 16440 万 t,资源总量约 2.3 亿 t(TiO2 含量,下同),主要集中在南非、印度、斯 里兰卡、澳大利亚。世界钛铁矿(TiO2)储量和储量基础分别为 2.743 亿 t 和 4.353 亿 t,资源总量约 10 亿 t;主要集中在南非、挪威、澳大利亚、加拿大和印度。中国钛矿地理分布: 中国钛资源总量 9.65 亿 吨,居世界之首,占世界探明储量的 38.85%,主要集中在四川、云南、广东、广西及海南等地,其中攀西 (攀枝花西昌)地区是中国最大的钛资源基地,钛资源量为 8 .7 亿吨。钛及钛合金论文钛及钛合金摘要:先进材料钛及钛合金的应用与前沿技术的发展一直是当前材料领域的热点研究课题之一。钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而,生产成本之高,使应用受到限制。我们相信在不久的将来,随着钛的冶炼技术不断改进和提高,钛、钛合金产云瘤撒骆屯庭瓦蛮醋迷绰懂域脱潦斟疫灶狡薪挥典痕退摆掏拘颜够扮符技蘑阀诬蠕尾褐杆雍椿妙屯玖蚜扦咖悼桂贩拎伺褒瞬够疥挎甚挛匹署谷敝
钛和钛合金的发展过程: 钛是英国化学家格雷戈尔(Gregor R W ,1762—1817。)在 1791 年研究钛铁
矿和金红石时发现的。四年后,1795 年,德国化学家克拉普罗特(Klaproth M H ,1743—1817。)在分析
匈牙利产的红色金红石时也发现了这种元素。他主张采取为铀(1789 年由克拉普罗特发现的)命名的方法,
引用希腊神话中泰坦神族“Titanic”的名字给这种新元素起名叫“Titanium ”。中文按其译音定 名 为 钛 。钛及钛合金论文钛及钛合金摘要:先进材料钛及钛合金的应用与前沿技术的发展一直是当前材料领域的热点研究课题之一。钛、
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。
国内外常用钛及钛合金牌号

国内外常用钛及钛合金牌号钛是一种广泛应用于工业领域的金属材料,具有良好的机械性能、化学稳定性和耐腐蚀性能。
常见的钛及钛合金牌号有国内牌号TA1、TA2、TA3、TA4等,国际牌号有Grade 1、Grade 2、Grade 5、Grade 9等。
TA1是中国钛标准GB/T 3620.1-2007中规定的一种纯钛,化学成分要求中钛元素含量不少于99.5%,机械性能要求中0.2%抗拉强度不少于240MPa,延伸率不少于24%。
TA1具有优异的腐蚀抗性,可以在强酸、碱等腐蚀介质中长期使用,常用于制作化工设备、海水淡化设备、医疗器械等。
TA2是一种常见的工业纯钛,也是中国标准GB/T 3620.1-2007中规定的纯钛牌号之一。
其化学成分要求中钛元素含量不少于99.5%,机械性能要求中0.2%抗拉强度不少于450MPa,延伸率不少于18%。
TA2具有良好的可锻性和可焊性,常用于制造化工设备、海洋工程、航空航天等领域。
TA3是国内的一种α+β相钛合金,化学成分中钛元素含量不少于99.5%,铁含量不大于0.30%,机械性能要求中抗拉强度不少于540MPa,延伸率不少于15%。
TA3具有良好的塑性和可焊性,常用于制造化工设备、海洋工程、航空航天等领域。
TA4是中国国内新版的一种α相钛合金,主要改进了化学成分和机械性能,相较于TA3具有更高的抗拉强度和延伸率。
TA4的化学成分要求中钛元素含量不少于99.7%,铁含量不大于0.20%,机械性能要求中抗拉强度不少于620MPa,延伸率不少于13%。
TA4广泛应用于航空航天、船舶工程、化工设备等领域。
Grade 1是美国钛协会(ASTM)标准中规定的纯钛牌号,化学成分要求中钛元素含量不少于99.5%,机械性能要求中抗拉强度不少于240MPa,延伸率不少于24%。
Grade 1具有良好的腐蚀抗性和可锻性,广泛应用于航空航天、化工设备、医疗器械等领域。
Grade 2是ASTM标准中的一种工业纯钛牌号,化学成分要求中钛元素含量不少于99.0%,机械性能要求中抗拉强度不少于345MPa,延伸率不少于20%。
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一、钛及钛合金材料(一)材料1.碘化钛碘与粗钛在低温下直接作用生成挥发性的碘化钛,经加热使碘化钛分解,再沉积而得到高纯度的金属钛称为碘化钛。
牌号:TAD. 符号:Til2. 纯度>%(wt)主要用于科研,如测试纯钛的化学性能、物理性能、合金化研究等。
2.海绵钛含钛的矿石从金红石(Tio2)存在,经氯(Cl2)化生成四氯化钛(TiCl4),再用活性金属(Mg或Na)还原得到海绵状的金属钛(Ti)称为海绵钛。
镁法海绵钛:MHTi纳法海绵钛:NHTi海绵钛是疏松多孔,纯度(wt),其硬度HB为100-157,是钛工业生产的原料。
海绵钛分级见表1.3.工业纯钛含有一定量的氧、氮、碳、硅、铁及其他元素杂质的α相钛称为工业纯钛。
工业纯钛的含钛量≮%(wt)按杂质元素含量把工业纯钛划分为四个级别,见表2.表1 海绵钛分级(MHTi)GB/T2524-2002表2 工业纯钛分级GB/.4.钛合金以钛为基体金属元素和含有其他合金元素及杂质元素所组成的合金称为钛合金。
钛合金举例见表3.表3 钛合金GB/5.ELI钛及钛合金具有超低间隙杂质元素的钛及钛合金称为ELI钛及钛合金。
如:Ti-6Al-4V ELI.为了改善低温钛及钛合金的塑性和韧性开发出来的超低间隙元素的钛及钛合金,由于间隙元素含量小,其溶于钛后减小了钛晶格歪曲,随温度降低,钛的强度增加,而塑性和韧性下降的很小,在室温-253℃条件下具有强度高,良好的塑性和高的断裂韧性。
(二)标准1.常用标准(钛)(1)中国标准①GB:国家强制性标准②GB/T: 国家推荐性标准③GJB: 国家军用标准④YB: 部颁标准⑤YY: 行业标准⑥YS/T: 行业标准⑦NY/T: 行业标准(2)国际及外国标准①ISO:国际标准化组织标准②ANSI:美国国家标准a.ASTM: 美国材料试验协会标准-T(MIL-STD): 美国军标c.AMS: 美国金属学会标准③TOCT: 原苏联国家标准AMTY:原苏联国家航空技术委员会标准④JIS: 日本工业标准⑤EN: 欧洲标准委员会标准⑥DIN: 德国标准WL:德国航空材料标准⑦BS: 英国标准⑧NF: 法国标准2.钛及钛合金牌号对照表43.有关标准检验项目表54.产品标准参考表6、表75.出口用标准(三)国际组织与标准化机构1.部分国际组织、国家标准化机构和标准代号2.与金属材料有关的部分国外协会、学会及专业标准代号。
钛及钛合金基础资料

钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。
在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。
产品名称:钛丝材质:Gr1,Gr2,Gr3,Gr5,Gr5 ELI,TA1,TA2,TC4,BT-14执行标准:GB/T3623-98,AWSA5.16 AMS,ASTMF 136-84,ASTM F67产品名称:钛棒材质:Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5,Gr7,Gr11,Gr12TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7TA9 TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 Ti6AL-4V ELT执行标准:GB/T2965-98,ASTM B 348-83,ASTM F136-95,AMS4928,ASTM F67产品规格:直径3---200mm产品名称:钛板材质: Gr1 Gr2 Gr3 Gr4 Gr5 Gr7 Gr11 Gr12TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7 TA9TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 TB2产品规格:厚度0.3---60mm宽度:600---1400mm长度:大于2000mm执行标准:GB/T3621-94 ASTM B265-ASME GB/T4845-93AMS供货形式:热轧退火钛标准件材质:纯钛(Gr1,Gr2),合金(6Al-4V)种类:钛螺丝,钛标准件,钛垫片钛螺丝标准类型:多款选择,样品或现货钛螺丝类别有:平头十字机丝、平头内六角机丝、平头机丝半牙、半圆头内六角机丝、半圆头十字机丝、大扁头内六角机丝钛螺丝规格有:M3、M4、M5、M6、M8、M10、M12、M14、M16、M8、M20、M22、M24、M26、M28、M30产品名称:钛管材质:Gr1 Gr2 Gr3 Gr7 Gr9 Gr12 Gr23执行标准:ASTM B338,ASTM B337, GB/T3624,GB/T3625产品规格:外径5.0---144mm壁厚0.3--20mm供货形式:无缝管,焊接管钛铜复合/钛包铜棒钛铜复合棒的性能:钛铜复合棒作为金属阳极的主要部件,其作用有以下3点:一:支撑阳极;钛铜复合棒具有一定的强度和抗弯曲性能,复合棒材的屈服强度达到128MPa,充分满足生产设计要求。
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一、钛及钛合金材料(一)材料1.碘化钛碘与粗钛在低温下直接作用生成挥发性的碘化钛,经加热使碘化钛分解,再沉积而得到高纯度的金属钛称为碘化钛。
牌号:TAD. 符号:Til2. 纯度>99.9%(wt)主要用于科研,如测试纯钛的化学性能、物理性能、合金化研究等。
2.海绵钛含钛的矿石从金红石(Tio2)存在,经氯(Cl2)化生成四氯化钛(TiCl4),再用活性金属(Mg或Na)还原得到海绵状的金属钛(Ti)称为海绵钛。
镁法海绵钛:MHTi纳法海绵钛:NHTi海绵钛是疏松多孔,纯度99.1-99.7%(wt),其硬度HB 为100-157,是钛工业生产的原料。
海绵钛分级见表1.3.工业纯钛含有一定量的氧、氮、碳、硅、铁及其他元素杂质的α相钛称为工业纯钛。
工业纯钛的含钛量≮99.0%(wt)按杂质元素含量把工业纯钛划分为四个级别,见表2.表1 海绵钛分级(MHTi)GB/T2524-2002产品等级Grade 产品牌号及H B≯BrandsTi不小于%wtNolessthan化学成分(质量分数,%)Chemical Composition,% 布氏硬度不大于BrinellhardnessNO morethan杂质元素不大于(% wt)Impurity,no more thanFe Si C1 C N O Mn Mg H0级MHT-100 99.7 0.06 0.02 0.06 0.02 0.02 0.06 0.01 0.06 0.005 100 1级MHT-110 99.6 0.10 0.03 0.08 0.03 0.02 0.08 0.01 0.07 0.005 110 2级MHT-125 99.5 0.15 0.03 0.10 0.03 0.03 0.10 0.02 0.07 0.005 125 3级MHT-140 99.3 0.20 0.03 0.15 0.03 0.04 0.15 0.02 0.08 0.010 140 4级MHT-160 99.1 0.30 0.04 0.15 0.04 0.05 0.20 0.03 0.09 0.012 160 5级MHT-200 98.5 0.40 0.06 0.30 0.05 0.10 0.30 0.08 0.15 0.030 200表2 工业纯钛分级GB/T3620.1-94.牌号化学成分组Ti杂质元素不大于(%)Fe C N H O 其他元素单一总和TA0 工业纯钛余量0.15 0.10 0.03 0.015 0.15 0.10 0.40 TA1 工业纯钛余量0.25 0.100.03 0.015 0.20 0.10 0.40 TA2 工业纯钛余量0.30 0.100.05 0.015 0.25 0.10 0.40 TA3 工业纯钛余量0.40 0.100.05 0.015 0.30 0.10 0.40 4.钛合金以钛为基体金属元素和含有其他合金元素及杂质元素所组成的合金称为钛合金。
钛合金举例见表3.表3 钛合金GB/T3620.1-94牌号化学成分组Ti Pd Mo Ni杂质元素不大于(%)其他元素Fe C N H O 单一总和TA9 Ti-0.2Pd 余量0.12-0.25 --- --- 0.25 0.10 0.03 0.015 0.20 0.10 0.40 TA10 Ti-0.3Mo-0.8Ni 余量--- 0.2-0.4 0.6-0.9 0.30 0.08 0.03 0.015 0.25 0.10 0.40 TC4 Ti-6Al-4V 余量--- --- --- 0.30 0.10 0.05 0.015 0.20 0.10 0.405.ELI钛及钛合金具有超低间隙杂质元素的钛及钛合金称为ELI钛及钛合金。
如:Ti-6Al-4V ELI.为了改善低温钛及钛合金的塑性和韧性开发出来的超低间隙元素的钛及钛合金,由于间隙元素含量小,其溶于钛后减小了钛晶格歪曲,随温度降低,钛的强度增加,而塑性和韧性下降的很小,在室温-253℃条件下具有强度高,良好的塑性和高的断裂韧性。
(二)标准1.常用标准(钛)(1)中国标准①GB:国家强制性标准②GB/T: 国家推荐性标准③GJB: 国家军用标准④YB: 部颁标准⑤YY: 行业标准⑥YS/T: 行业标准⑦NY/T: 行业标准(2)国际及外国标准①ISO:国际标准化组织标准②ANSI:美国国家标准a.ASTM: 美国材料试验协会标准-T(MIL-STD): 美国军标c.AMS: 美国金属学会标准③TOCT: 原苏联国家标准AMTY:原苏联国家航空技术委员会标准④JIS: 日本工业标准⑤EN: 欧洲标准委员会标准⑥DIN: 德国标准WL:德国航空材料标准⑦BS: 英国标准⑧NF: 法国标准2.钛及钛合金牌号对照表43.有关标准检验项目表54.产品标准参考表6、表75.出口用标准(三)国际组织与标准化机构1.部分国际组织、国家标准化机构和标准代号2.与金属材料有关的部分国外协会、学会及专业标准代号。
(四)热处理1.概念通过对金属材料采用适合的加热方式、保温、冷却以获得预期的组织形态、分布及性能的工艺称为热处理。
加热的方式有非真空加热、真空加热。
冷却的方式有空冷、水冷、油冷、炉冷等。
2.真空热处理一般指在1X10-5 Pa的真空环境中(通常最低要求2-3X10-3 Pa的真空度),进行加热,(有时要求充惰性气体),保温、冷却的热处理工艺称为真空热处理。
产品的出炉温度<200℃才能保证钛的表面不被氧化,呈银白色的金属钛本色。
3.退火对产品加热到适合温度,保温一定时间,使其冷却,获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
退火目的是均匀化学成分,改善机械性能和工艺性能。
例如:消除因加工引起的硬化、如消除内应力、如实现再结晶、如真空退火除气(一般是氢气)等。
(1)再结晶退火对冷变形和热变形的金属加热到高于再结晶温度,使其破碎的晶粒和拉长的晶粒重新成核并长大成为细小的等轴晶粒,不禁消除了加工引起的硬化,还恢复了加工变形能力,这称为再结晶退火。
考虑再结晶退火温度受产品变形率和原始晶粒的大小等影响因素,再结晶温度要比理论讲的再结晶温度高出100-150℃为宜。
所以,实际再结晶退火温度:工业纯钛为650-700℃;TC4钛合金为800-850℃。
(2)消除应力退火消除金属材料因变形加工、切削加工、焊接加工及深加工制造等过程引起的内部应力,又不发生再结晶的退火称为消除应力退火。
如:工业纯钛消除应力退火温度550-600℃,TC4钛合金消除应力退火温度550-600℃。
4.加热(1)非真空加热t(℃)图示1给出了加热流程h(分)O A B C D图示1 加热工艺流程OA: 炉子加热升温AB: 装料温度工业纯钛350-400℃TC4钛合金600-700℃BC: 保温CD: 冷却(一般为空冷)保温时间h=D/2+(30-50分钟)D为钛的直径或厚度mm.(2)真空加热先装炉料,然后加热并抽真空(有时真空度达到要求后充惰性气体),保温、冷却,最后出炉(出炉温度最佳<200℃)空冷。
(3)加热特点①加热工艺依据钛的加热工艺主要依据其物理化学特性,其中导热率和化学活性是重要因素。
a.钛的化学活性大,其导热系数低为铜的1/2,铝的1/3,钢的1/5,说明在同一加热温度下,钛的加热时间要长,使其表面受热的时间要长,则钛截面的温度差要大,只有在加热长的时间内才达到平衡。
b.钛的化学活性大,在常温的空气中,钛表面的氧膜是一层致密、惰性和稳定的保护膜能阻止氧等向钛基体扩散。
这层氧化膜为金红石结构(TiO2),呈银白色,具有自愈性能。
但是随温度升高,钛的氧化膜发生变化,如:钛在500-550℃的纯氧中有自燃烧特性,在空气中600-650℃时,与氧发生强烈反应,使钛表面钝化膜增厚,进而脱落,将失去对钛的保护作用。
如:钛在500-560℃的空气中,有明显吸氮的特性,高于850℃发生强烈反应,使氧化膜增厚,进而促进脱落。
如:在高于900℃的空气中,钛与碳发生强烈反应,增加氧化膜厚度,进而促进脱落。
特别是钛吸氢变脆特性,钛的吸氢是可逆的,即吸氢也可析出氢,但是高于300℃时吸氢大于析出氢。
钛与氢反应形成氢化钛(TiH2)细小弥散的指点,使钛受脆,其冲击值大幅度下降。
针对钛的活性特性,确定合理的加热温度和保温时间对获得良好性能的钛材具有重要意义。
②过热对钛的加热温度偏高,并保温时间过长,使其组织中的晶粒长大,导致力学性能显著降低的现象称为过热。
③过烧对钛的加热温度过高,接近固相线时,其组织中的晶界处优先发生氧化,进而发生部分熔化的现象称为过烧。
(4)钛的氧化膜钛的氧化膜随温度不同有不同的厚度和颜色,其成分也发生了变化。
表8给出了氧化膜厚度和颜色。
加热温度(℃)氧化膜厚度(mm)氧化膜颜色<200 极薄银白色~300 极薄淡黄色~400极薄金黄色~500极薄蓝色~600极薄紫色~6490.005 紫色~7040.0076 红灰色700-800 <0.025 红灰色760-871 <0.025 红灰色~900 <0.051 灰色927-982 <0.051 灰色1038 0.102 灰色1093 0.356 灰色举例:在一定温度下,把试样剖开看截面的氧化膜结构及颜色变化。
①700-800℃Ti基体(银白色)Tio(青铜色)TiO2(金红石,淡蓝色)。
②825-850℃Ti基体Ti+TiO粉末TiO+少量Ti TiO2(深蓝色)TiO2(浅蓝色)TiO2(黄褐色)③875-1050℃Ti基体TiO+少量Ti TiO TiO2(紫色粉末)TiO2(深蓝色)5.加热设备及气愤(1)感应加热:高频、中频及低频感应炉(2)电接触加热:直接电阻加热(3)燃气加热:煤气炉,液化气炉(4)燃油加热:重油炉,柴油炉(5)间接式电阻加热:箱式电阻丝炉、管式电阻丝炉、辊道式电阻丝炉以上加热属非真空加热,要求加热炉内的气氛保持中性或微氧化性,绝对不允许燃气及燃油的火焰直接喷射钛的表面,不允许用氢气加热。
(五)钛材加工(1)钛材压力加工(又称塑性加工)概念通过压力加工设备使钛金属塑性变形,把固态钛变成为所需要的产品形态的加工过程称为压力加工。
(2)压力加工特点①无切屑变形,金属损耗小②获得所需要形态的同时,也获得了期望的组织与性能③对产品适合专业化的规模生产(3)影响压力加工因素①确认合理的变形程度要实现变形过程,取决于钛本身的性能,必须选择合理的变形参数即适宜的温度、速度、变形率,能避免产生裂纹、断裂、分层、折叠等缺陷和因为变形率不足而造成不希望的组织。
如:在拉制棒材过程中,所确认的温度、速度、涂层、模具等环节不合适,可能会发生塑性变形失稳,而产生拉断、颈缩等现象。