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      鈦合金最新應用領域

      發布時間: 2017-08-22 11:24:55   來源: 利泰金屬    瀏覽次數:

      鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。地殼中金屬含量鈦排第七,但是從其氧化物中提出鈦難度高。

      鈦合金螺絲

      一、常用鈦合金主要有以下四個類別

      1、α鈦合金

      組織穩定,耐磨性高于純鈦,抗氧化能力強。在500℃~600℃的溫度下,仍保持其強度和抗蠕變性能,但不能進行熱處理強化,室溫強度不高。

      2、近α鈦合金

      成分中主要含有α穩定元素鋁、錫、鋯等和少量β穩定元素鉬、釩、錳等。具有優良的高溫抗蠕變能力,良好的熱穩定性和焊接性能。長期工作溫度達300℃。采用真空自耗電弧爐熔煉制取。

      3、β鈦合金

      未熱處理即具有較高的強度,淬火、時效后合金得到進一步強化,室溫強度可達1372~1666 MPa;但熱穩定性較差,不宜在高溫下使用。

      4、α+β鈦合金

      是雙相合金,具有良好的綜合性能,組織穩定性好,有良好的韌性、塑性和高溫變形性能,能較好地進行熱壓力加工,能進行淬火、時效使合金強化。熱處理后的強 度約比退火狀態提高50%~100%;高溫強度高,可在400℃~500℃的溫度下長期工作,其熱穩定性次于α鈦合金。

      汽車鈦螺絲

      二、特性

      1、造價高昂貴,比強度高

      鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金(鈦-鉬,鈦-鈀合金等)、低溫合金以及特殊功能合金(鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金)等。

      2、強度高密度低

      鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料,可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。

      3、熱強度高

      在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內仍有很高的比強度。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。

      4、低溫性能好

      鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學性能。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。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。

      各種金屬比強度隨溫度變化。來源:中工高雄會刊

      5、導熱彈性小

      鈦 的導熱系數λ=15.24W/(m.K)約為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。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、 粘結磨損。

      6、化學活性大

      鈦的化學活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應鈦的化學親和性大,易與摩擦表面產生粘附現象。

      鈦或鈦合金表面氧化可以形成很多漂亮的顏色(理發剪刀)加工。

      鈦鍛件

      三、工藝特點

      鈦合金的常見形式是和鋁、釩混合,這種材料具有可鍛性好、蠕變小的特點。鈦合金的延展性有限-薄板彎曲半徑大于厚度的1.5倍。可以焊接,但難度較大,但容易擴散性結合。

      鈦/鈦合金產品形態

      吸引力十足但價位高

      四、缺點

      鈦合金的價格十分昂貴。因此它們剛開始大多用在飛機結構、航空器,以及用在石油和化學工業等高科技工業。也有部分鈦合金民生用品,,只是這些產品價格仍然偏高,多屬于高價位的產品。

      五、經典案例

      鈦合金主要應用

      1、航空航天

      SR- 71的機身大部份都是鈦,而這些鈦還是在冷戰高峰期從蘇聯方面得到的,洛克希德用各種可行的偽裝方法防止被蘇聯政府得知這些鈦的用途。為了降低成本,他們 使用的是可在較低溫度軟化而較易加工的鈦合金,完成的飛機會涂上暗藍色(趨近黑色),以加強熱輻射冷卻與高空的偽裝效果

      2、醫療

      鈦 及鈦合金材料經過加工可以作為人體植入物,鈦合金的彈性模量和人體骨骼接近,相容性好,植入人體的鈦合金表面都需要進行氧化處理,處理后表面會形成蜂窩 孔,這樣表面蜂窩孔有利于細胞的生長結合。且沒有毒性等影響。鈦合金耐蝕性非常強,人體的酸堿值是時常變化的,而鈦耐蝕性非常好。

      3、工業設備

      發動機連桿

      4、鈦以及鈦合金在汽車上的應用

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