钛及钛的合金.doc

结构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: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。根据对相变温度的影响钛合金又可以分为三类:α钛合金,β钛合金,α+β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。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。性能比强度高,,仅为钢的60%,纯钛的强度接近普通钢的强度,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,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。在飞机的发动机构件、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。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,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。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。%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硬质表层。导热系数小、弹性模量小,钛的导热系数λ=/()约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的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。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。加工工艺磨削加工性能。钛合金化学性质活泼、在高温下易与磨料亲和并粘附,堵塞砂轮,导致砂轮磨损加剧,磨削性能降低,磨削精度不易保证。挤压加工性能。对钛及钛合金进行挤压加工时,要求挤压温度高,挤压速度快,以防温降过快