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鈦及鈦合金的應(yīng)用情況

鈦及鈦合金的應(yīng)用情況
 鈦別
牌號(hào)
       主要特性
      用途舉例
碘法鈦
TAD

這是以碘化物法所獲得的高純度鈦,故稱碘法鈦,或稱化學(xué)純鈦。但是,其中仍然還有氧.氮.碳.這類間隙雜質(zhì)元素,它們對(duì)純鈦的力學(xué)性能影響很大。隨著鈦的純度提高,鈦的強(qiáng)度、硬度明顯下降。故起特點(diǎn)是:化學(xué)性穩(wěn)定性很好,但強(qiáng)度很底。

由于高純度的鈦強(qiáng)度較低,它作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用意義不大,故在工業(yè)中很少用。目前在工業(yè)中廣泛使用的是工業(yè)純鈦和鈦合金。

工業(yè)純鈦
TA1
TA2
TA3

工業(yè)純鈦與化學(xué)純鈦不同之處是:它含有較多的氧.氮.碳及多種其它雜志元素(如鐵.硅等),它實(shí)質(zhì)上是一種低合金含量的鈦合金 。與化學(xué)純鈦相比,由于含有較多的雜志元素使其強(qiáng)度大大提高,它的力學(xué)性能與化學(xué)性與不銹鋼相似(但和鈦合金相比,強(qiáng)度仍然較低)
工業(yè)純鈦的特點(diǎn)是:強(qiáng)度不高,但塑性好,易于加工成行,沖壓、焊接、可切割加工性能良好;在大氣,海水.濕氯氣 及氧化性、中性、弱還原性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,抗氧化性優(yōu)于大多數(shù)臭固體不銹鋼但耐熱性較差,使用溫度不太高。
工業(yè)純鈦按其雜質(zhì)含量的不同,分為TA1.TA2和TA3三個(gè)牌號(hào)。這三種工業(yè)純鈦的間隙雜質(zhì)元素是逐漸增加的,故其機(jī)械強(qiáng)度和硬度也隨之逐級(jí)增加,但塑性.韌性相應(yīng)下降。
工業(yè)上常用的純鈦是TA2,因其耐蝕性能和綜合力學(xué)性能適中。對(duì)耐腐和強(qiáng)度要求較高時(shí)可采用TA3。對(duì)要求較好的成型性能時(shí)可采用TA1。

(1)主要用作工作溫度360度以下,受力不大但要求高塑性的沖壓件和耐蝕結(jié)構(gòu)零件,例如:飛機(jī)的骨架 個(gè)皮,發(fā)動(dòng)機(jī)附件,船舶用耐海水腐蝕管道、閥門、泵及水帶.海水淡化系統(tǒng)零部件,化工上的熱交換器.泵體、蒸餾塔、冷卻器、攪拌器、三通、葉輪、堅(jiān)固件、離子泵壓縮機(jī)氣閥以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿、葉等。
(2)TA1.TA2在鐵含量為0.095%.氧含量為0.08%.氫含量為0.0009%.氮含量為0.0062%時(shí),具有很好的低溫韌性和高的低溫強(qiáng)度,可用作-259℃以下的低溫結(jié)構(gòu)材料。

α型鈦
合金
TA4

這類合金在室溫和使用溫度下有α型單相態(tài),不能熱處理強(qiáng)化(追滅是唯一的處理方式),,主要依靠固溶強(qiáng)化。室溫強(qiáng)度一般低于β型和α+β型鈦合金(但高于工業(yè)純鈦),而在高溫(500℃--600℃)下的強(qiáng)度和蛻變,強(qiáng)度卻是三類鈦合金中最高的,且組織穩(wěn)定,抗氧化性和焊接性能好,耐蝕性和可切削加工性能也較好,但塑性低(熱塑性仍然良好)室溫沖壓性能差。其中使用最廣的是TA7,它在退火狀態(tài)下具有中等強(qiáng)度和足夠的塑性,焊接性能良好,可在500℃以下使用,當(dāng)其間隙雜質(zhì)元素(氧、氫、氮等)含量極低時(shí),再超低溫時(shí)還具有良好的韌性和綜合力學(xué)性能,是優(yōu)良的超低溫合金之一。

抗拉強(qiáng)度比工業(yè)純鈦稍高,可做中等強(qiáng)度范圍的結(jié)構(gòu)材料,國內(nèi)主要用作焊絲。

TA5
TA6

用于400℃以下在腐蝕介質(zhì)中工作的零件及焊接件,如飛機(jī)皮,骨架零件,壓氣機(jī)殼體、葉片、船舶零件等。

TA7

500℃以下長期工作的結(jié)構(gòu)零件和各種模鍛件,短時(shí)使用可到900℃。亦可用作超低溫(-233℃)部件(如超低溫用的容器)。

TA8

500℃長期工作的零件,可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤和葉片。但合金的組織穩(wěn)定性較差。在使用上受到一定限制。

β型鈦合 金
TB2

這類合金的的主要合金元素是鉬、鉻、釩等β穩(wěn)定性化元素.在正火或級(jí)火時(shí)很容易將高溫β相保留到室溫,獲得介穩(wěn)定的β單相組織,故稱β型鈦合金。
β型鈦合金可熱處理強(qiáng)化,有較高的強(qiáng)度,焊接性能和壓力加工性能良好;但性能不夠穩(wěn)定,熔煉工藝復(fù)雜,故應(yīng)用不如α型、
α+β型鈦合金廣泛

在350℃以下工作的零件,主要用于制造各種整體熱處理(固容.時(shí)效)的板材沖壓件和焊接件;如壓氣機(jī)葉片、輪盤、軸類等重載荷旋轉(zhuǎn)件,以及飛機(jī)的構(gòu)件等。
TB2的合金一般在固溶處理狀態(tài)下交貨,再固容,時(shí)效后使用。

α+β型鈦合金 TC1
TC2

這類合金在高溫是α+β兩相組織,因而得名為α+β型鈦合金。它具有良好的綜合力學(xué)性能,大多可熱處理強(qiáng)化(但TC1、TC2、TC7不能熱處理強(qiáng)化),鍛造、沖壓及焊接性能較好,可切削加工,室溫強(qiáng)度高。150--500度以下且有較好的耐熱性,有的(如TC1、TC2、TC3、TC4)并有良好的低溫韌性和良好的抗海水應(yīng)力腐蝕及抗熱鹽應(yīng)力腐蝕能力。缺點(diǎn)