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钛合金——性能

[ 作者:钛业资讯 | 发布时间:2021-12-13 | 浏览:173

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钛是一种新型金属,钛的性能与所含的碳、氢、氧等杂质有关,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P=4.5g/cm3,熔点为1800°C,导热系数λ=15.24W/(M.K),抗拉强度σ b=539MPa,伸长率:δ =25%,断面收缩率ψ=25%,弹性摸量E=1.078×105MPa,硬度HB195。

(1)比强度高

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、韧性好、质轻的零、部件、在飞机发动机结构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。

(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°C的温度下长期工作这两类钛合金在150°C-500°C范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150°C时比强度明显下降,钛合金的工作温度可达500°C,铝合金则在200°C以下。

(3)抗蚀性好

钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其他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。

(4)低温性好

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°C下还能保持一定的塑性,因此,钛合金业是一种重要的低温结构材料。

(5)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作用会形成TiN硬质表层;

在600°C以上时,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1-0.15mm,硬化程度为20%·30%。钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生的黏附现象。

(6)导热系数小、弹性摸量小

钛的导热系数λ=15.2W/(M,K)约为镍的1/4,铁的5/1,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%,钛合金的弹性摸量约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切割时加工表面的回弹量大,约为不锈钢的2·3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、黏附、粘结磨损。

资料来源:综合媒体