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(五)導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量小鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜制作細長桿和薄壁件,切削時加工表面的回彈量很大,約為不銹鋼的2~3倍,造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結(jié)磨損。鈦的導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K)約為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)約下降50%。
3.氮的影響。氮和鈦板發(fā)生劇作用,700℃以上的高溫下。形成脆硬的氮化鈦(TiN而且氮與鈦形成間隙固溶體時所引起的晶格歪挪程度,比等量的氧引起的后果更為嚴重,因此,氮對提高工業(yè)純鈦焊縫的抗拉強度、硬度,低溫合金鈦管,降低焊縫的塑性性能比氧更為顯著。當焊縫含氮量在0.13%以上是焊縫由于過脆而產(chǎn)生裂紋。
4.碳的影響。鈦及鈦合金是比較穩(wěn)定的但在焊接過程中,常溫下。液態(tài)熔滴和熔池金屬具有強烈吸收氫、氧、氮的作用,而且在固態(tài)下,這些氣體已與其發(fā)生作用。隨著溫度的升高,鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升,大約在250℃左右鈦開始吸收氫,從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,這些氣體被吸收后,ta2合金鈦管,將會直接引起焊接接頭脆化,影響焊接質(zhì)量的極為重要的因素。
從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,東莞合金鈦管,而空氣種含有大量氮和氧。隨氧化水平逐步加重,合金鈦管tc4,鈦板焊縫顏色發(fā)生變化及焊縫塑性下降的規(guī)律。銀白色(無氧化)金黃色(TiO,大約在250℃左右鈦開始吸收氫。輕微氧化)藍色(Ti2O3氧化稍為嚴重)灰色(TiO2氧化嚴重。
合金元素鈦有兩種同質(zhì)異晶體:882℃以下為密排六方結(jié)構(gòu)α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。合金元素根據(jù)它們對相變溫度的影響可分為三類:①穩(wěn)定α相、提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為α穩(wěn)定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在 0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產(chǎn)生氫化物,使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
類別 鈦合金根據(jù)相的組成可分為三類:α合金,(α β)合金和β合金,中國分別以TA、TC、TB表示。
?、?α合金含一定量的穩(wěn)定α相的元素,平衡狀態(tài)下主要由α相組成。α合金比重小,熱強性好、具有良好的焊接性和優(yōu)異的耐蝕性,缺點是室溫強度低,通常用作耐熱材料和耐蝕材料。α合金通常又可分為全α合金(TA7)、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu)。 ② (α β)合金含一定量的穩(wěn)定α相和β相的元素,平衡狀態(tài)下合金的組織為α相和β相。(α β)合金有中等強度、并可熱處理強化,但焊接性能較差。(α β)合金應(yīng)用廣泛,其中Ti-6Al-4V合金的產(chǎn)量在全部鈦材中占一半以上。
?、?β合金含大量穩(wěn)定β相的元素,可將高溫β相全部保留到室溫。β合金通常又可分為可熱處理β合金(亞穩(wěn)定β合金和近亞穩(wěn)定β合金)和熱穩(wěn)定β合金??蔁崽幚?β合金在淬火狀態(tài)下有優(yōu)異的塑性,并能通過時效處理使抗拉強度達到130~140kgf/mm2。β合金通常作高強度高韌性材料使用。缺點是比重大,成本高,焊接性能差,切削加工困難。
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