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以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要,使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸,
特點(diǎn)鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優(yōu)點(diǎn):①比強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度/密度)高(見圖),抗拉強(qiáng)度可達(dá)100~140kgf/mm2,而密度僅為鋼的60%。②中溫強(qiáng)度好,使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度,可在450~500℃的溫度下長期工作。③耐蝕性好,在大氣中鈦表面立即形成一層均勻致密的氧化膜,有抵抗多種介質(zhì)侵蝕的能力。通常鈦在氧化性和中性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,在海水、濕和氯化物溶液中的耐蝕性能更為優(yōu)異。但在還原性介質(zhì),如等溶液中,鈦的耐蝕性能較差。④低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。實(shí)驗(yàn)以氫化脫氫法制備的純Ti粉為原料,在500MPa下壓制,之后壓坯在1280℃進(jìn)行真空燒結(jié)。⑤彈性模量低,熱導(dǎo)率小,無鐵磁性。
鈦合金鋼管主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件,其次為火箭、和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用,用于制作電解工業(yè)的電極,發(fā)電站的冷凝器,煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。"帝王鈦"是TITANOS的中文名字,TITANOS是日本專業(yè)鏡框制造工廠Maruman的鏡框品牌,并不是一種鏡框材質(zhì)。
鈦焊接管國標(biāo)
常用的熱處理方法有退火、固溶和時(shí)效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α β)合金退火溫度選在(α β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下120~200℃;固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解,得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn),達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。通常(α β)合金的淬火在(α β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下40~100℃進(jìn)行,亞穩(wěn)定β 合金淬火在(α β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上40~80℃進(jìn)行。時(shí)效處理溫度一般為450~550℃。此外,為了滿足工件的特殊要求,工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。鈦鎳形狀記憶合金是形狀記憶合金系列中記憶效應(yīng)好、實(shí)用性強(qiáng)的一種,主要成分為Ti-Ni、Ti-Ni-X(X為少量的鋁、鐵、鈷、鉑、鈀、銅)。
鈦是同素異構(gòu)體,熔點(diǎn)為1720℃,在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu),稱為α鈦;利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn),添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(titaniumalloys)。在882℃以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu),稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn),添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(itaniumalloys)。
鈦是同素異構(gòu)體,熔點(diǎn)為1720℃,在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu),稱為α鈦;從400℃開始吸收氧,從600℃開始吸收氮,而空氣種含有大量氮和氧。在882℃以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu),稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn),添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(itaniumalloys)。
鈦及鈦合金焊接對(duì)焊接時(shí)保護(hù)要求非常嚴(yán)格,當(dāng)焊縫含碳量為0.55%時(shí),焊縫塑性幾乎全部消失而變成非常脆的材料,焊后熱處置也無法消除此種脆性。國技術(shù)條件規(guī)定,鈦合金母材的含碳量不大于0.1%焊縫含碳量不逾越母材含碳量。
鈦板焊縫缺陷是由于鈦板焊接時(shí),因弧焊槍形成的氣氣體維護(hù)層只能維護(hù)好焊接熔池不受空氣的有害作用,而對(duì)已凝固而處于高溫狀態(tài)附近的焊縫及其附近區(qū)域則無保護(hù)作用,而處于這種狀態(tài)的鈦板焊縫及其附近的區(qū)域仍有很強(qiáng)的吸收空氣中的氮及氧的能力。