好一点小编带来了钛合金是什么材料?,希望能对大家有所帮助,一起来看看吧!
01 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金,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。
20世纪50至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。钛合金主要用于* 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。
钛titanium alloy是一种强度高、耐蚀性好、耐热性高的结构金属。其于20世纪50年代发展起来,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。
钛合金主要用于*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。
钛合金是以钛为基础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。
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。
钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛合金是以钛为基础加入了其它元素组成的合金,钛合金材料具有质量轻,强度大,弹性小,耐高温和耐腐蚀等特点,主要用于航空发动机,火箭,导弹的部件。
钛合金是比较年轻的一种金属,从被研发出来到现在也就六,七十年的历史,进入20世纪后传统的钢铁和铝已经不能满足航天航空,航海等领域的需求,在1954年由美国公司研发出了钛合金材料。钛合金的特性
1.强度高钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
2.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。
3.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。
4.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。
钛合金是一种复合金属材料。钛合金是一种复合金属材料。
它的主要基本成分是钛,再加入一些其他元素,然后化合。结合的材料是钛合金,所以称为复合金属材料。但加入一些其他元素后,成品钛合金以银灰色和银白色为主。钛合金材料的应用钛合金材料也用在我们平时开的车上。比如我们看到的一些重型车辆,包括一些赛车,也使用钛合金材料。
但汽车使用钛合金材料后,可以有效降低油耗,甚至可以有效控制车辆产生的尾气排放。钛合金在航空航天领域的使用比例其实很高,60%的钛合金材料都用在了航空航天领域。
钛合金是一种复合金属材料。钛合金是一种复合金属材料。
它的主要基本成分是钛,再加入一些其他元素,然后化合。结合的材料是钛合金,所以称为复合金属材料。但加入一些其他元素后,成品钛合金以银灰色和银白色为主。钛合金材料的应用钛合金材料也用在我们平时开的车上。比如我们看到的一些重型车辆,包括一些赛车,也使用钛合金材料。
但汽车使用钛合金材料后,可以有效降低油耗,甚至可以有效控制车辆产生的尾气排放。钛合金在航空航天领域的使用比例其实很高,60%的钛合金材料都用在了航空航天领域。
1.钛合金是以钛元素为基础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1668℃,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。
2.利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及组分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。
3.钛合金主要用于*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*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。
编辑本段分类 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。
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-4VTC
4.,Ti-5Al-2.5SnTA
7.和工业纯钛TA
1.TA2和TA
3.。 钛合金主要用于*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*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。 中国于1956年开始钛和钛合金研究;60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。 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。
1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。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*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,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。
马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机飞行马赫数为3,飞行高度26212米,钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝*的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢*高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。
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*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*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。
钛合金是一种复合金属材料。钛合金是一种复合金属材料。
它的主要基本成分是钛,再加入一些其他元素,然后化合。结合的材料是钛合金,所以称为复合金属材料。但加入一些其他元素后,成品钛合金以银灰色和银白色为主。钛合金材料的应用钛合金材料也用在我们平时开的车上。比如我们看到的一些重型车辆,包括一些赛车,也使用钛合金材料。
但汽车使用钛合金材料后,可以有效降低油耗,甚至可以有效控制车辆产生的尾气排放。钛合金在航空航天领域的使用比例其实很高,60%的钛合金材料都用在了航空航天领域。
3. 钛合金的分类钛合金按退火组织可分为三类。第一类:α型钛合金,牌号以“TA”加序号表示。
第二类:β型钛合金,牌号以“TB”加序号表示。第三类:α+β型钛合金牌号以“TC”加序号表示。
4. 钛合金的主要特性钛合金有以下几方面引人注目的优点。
1. 比强度高。钛合金的强度较高,一般可达1200 MPa,和调质结构钢相近。
但钛合金的密度仅相当钢的54%,因此钛合金具有比各种合金都高的比强度,这正是钛合金适用于作航空材料的主要原因。
2. 热强度高。由于钛的熔点高,再结晶温度也高,因而钛合金具有较高的热强度。
目前,钛合金已正式在500℃下长期工作,并向600℃的温度发展,它的耐热性能可以和一般的耐热钢相媲美。
3. 抗蚀性高。由于钛合金表面能形成一层致密、牢固的由氧化物和氮化物组成的保护膜,所以具有很好的抗蚀性能。
钛合金在潮湿大气、海水、氧化性酸硝酸、硫酸等和大多氨有机酸中,其抗蚀性相当于或超过不锈钢。因此,钛及钛合金作为一种高抗蚀性材料已在化工、造船及医疗等部门得到广泛应用。基于上述原因,钛合金的用途日益广泛。
它的主要缺点如下。一是切削加工性能差:原因是钛的导热性差仅为铁的1/5,铝的1/13.,摩擦系数大,切削时容易升温,也容易粘刀。因此降低了切削速度,缩短了刀具寿命,影响了表面粗糙度。
二是热加工工艺性能差:原因是加热到600℃以上时,钛及其合金极易吸收H
2.N
2.O2等气体而使其性能变脆。因此,对铸造、锻压、焊接和热处理都带来一定的困难。故热加工工艺过程只能在真空或保护气氛中进行。三是冷压加工性能差:由于钛及其合金的屈强比值较高,冷压加工成形时回弹较大,因此冷压加工成形困难,一般需采用热压加工成形。
四是硬度较低,抗磨性较差,因此不宜用来*承受磨损的零件。随着化学切削,激光切削、电解加工、超塑性成形及化学热处理的进展,上述问题将逐步得到解决,钛合金的应用也必然更加广泛。
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