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钛合金和钢哪个容易氢脆

发布时间:2022-12-19 07:06:03

⑴ 为什么高强度材料,包括合金钢,铝合金,钛合金等容易产生应力腐蚀和氢脆

氢脆和应力腐蚀的形成,都有一个必要条件,就是应力。从氢致断裂的形成机理来说,都是在外应力的作用下,渗入基材内的氢原子,在应力梯度作用下,向应力集中的位置偏聚集,形成微裂纹,当微裂纹继续扩展,原本具有韧性的材料就会发生脆性断裂。氢脆和应力腐蚀断裂的机理相同,只是氢的来源不同。
之所以是高强度的材料,一个重要的原因就是应为它们在工作中,需要承受较大的应力。

⑵ 钛合金和不锈钢哪个弹性好,不易腐蚀,不易变形

一,钛与不锈钢耐腐性的比较:
1.钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力,在空气中或含氧的介质中,钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。
2.不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高。其基本原理是,当钢中有足够的铬时,在钢的表面形成非常薄的至密的氧化膜,它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜,而还原性环境则必然破坏这种膜,造成钢的腐蚀。
二,不锈钢的品种很多,马氏体不锈钢的弹性就比钛合金要好。如果弹性要求一般,可采用钛弹板。
三,钛钢制品的特点:耐强酸、耐强碱,不变色、不过敏、不变形、坚硬、光亮。并通过人工汗液测试,完全不腐蚀、不变色、不褪色、不过敏。

⑶ 钛合金和钛钢哪个材料好

钛合金好。

钛合金轻巧,耐腐蚀。对皮肤无害,而且不易变形。

纯钛比重一般是4.5,而钛合金是8.9,材料相当于钛合金的一半。所以做出来的眼镜架用手掂起来比较轻,这是区分这两种眼镜架最简单的方法。

钛合金眼镜架会相对于纯钛眼镜架要稍微重一些,但是这两都是优质的材料,所以从外观上来看给人的感觉比较舒服。

纯钛材料的眼镜架在焊接的过程中,不会与真空中的氧气接触;而钛合金材料的眼镜架焊接(称为:点焊),焊出来的痕迹像“坡”形状,这是区分这两种眼镜架最有效的方法之一。

(3)钛合金和钢哪个容易氢脆扩展阅读:

钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右,仅为钢的60%,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、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。

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℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。

⑷ 钛合金易断还是钢易断

钛合金一般更不易断。
钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,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ρ=4.5g/立方厘米,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。

⑸ 钛合金比钢坚硬吗

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外,20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金,并在工程上获得日益广泛的应用。
目前,世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有20~30种,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物(TixAl,此处x=1)四类。
2. 钛合金的新进展
近年来,各国正在开发低成本和高性能的新型钛合金,努力使钛合金进入具有巨大市场潜力的民用工业领域阳。国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在以下几方面。
(1)高温钛合金。
世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V,使用温度为300-350℃。随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金,以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有.英国的IMI829、IMI834合金;美国的Ti-1100合金;俄罗斯的BT18Y、BT36合金等。表7为部分国家新型高温钛合金的最高使用温度[26]。
近几年国外把采用快速凝固/粉末冶金技术、纤维或颗粒增强复合材料研制钛合金作为高温钛合金的发展方向,使钛合金的使用温度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美国麦道公司采用快速凝固/粉末冶金技术戚功地研制出一种高纯度、高致密性钛合金,在760℃下其强度相当于目前室温下使用的钛合金强度[26]。
(2)钛铝化合物为基的钛合金。
与一般钛合金相比,钛铝化合物为基钠Ti3Al(α2)和TiAl(γ)金属间化合物的最大优点是高温性能好(最高使用温度分别为816和982℃)、抗氧化能力强、抗蠕变性能好和重量轻(密度仅为镍基高温合金的1/2),这些优点使其成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料[26]。
目前,已有两个Ti3Al为基的钛合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美国开始批量生产。其他近年来发展的Ti3Al为基的钛合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl(γ)为基的钛合金受关注的成分范围为Ti-(46-52)Al-(1-10)M(at.%),此处M为v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一种元素。最近,TiAl3为基的钛合金开始引起注意,如Ti-65Al-10Ni合金[1]。
(3)高强高韧β型钛合金。
β型钛合金最早是20世纪50年代中期由美国Crucible公司研制出的B120VCA合金(Ti-13v-11Cr-3Al)。β型钛合金具有良好的冷热加工性能,易锻造,可轧制、焊接,可通过固溶-时效处理获得较高的机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性的很好配合。新型高强高韧β型钛合金最具代表性的有以下几种[26,30]:
Ti1023(Ti-10v-2Fe-#al),该合金与飞机结构件中常用的30CrMnSiA高强度结构钢性能相当,具有优异的锻造性能;
Ti153(Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn),该合金冷加工性能比工业纯钛还好,时效后的室温抗拉强度可达1000MPa以上;
β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si),该合金是由美国钛金属公司Timet分部研制的一种新型抗氧化、超高强钛合金,具有良好的抗氧化性能,冷热加工性能优良,可制成厚度为0.064mm的箔材;
日本钢管公司(NKK)研制成功的SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)钛合金,该合金强度高,超塑性延伸率高达2000%,且超塑成形温度比Ti-6Al-4V低140℃,可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-扩散连接(SPF/DB)技术制造各种航空航天构件;
俄罗斯研制出的BT-22(TI-5v-5Mo-1Cr-5Al),其抗拉强度可达1105MPA以上
(4)阻燃钛合金。常规钛合金在特定的条件下有燃烷的倾向,这在很大程度上限制了其应用。针对这种情况,各国都展开了对阻燃钛合金的研究并取得一定突破。羌国研制出的Alloy c(也称为Ti-1720),名义成分为50Ti-35v-15Cr(质量分数),是一种对持续燃烧不敏感的阻燃钛合金,己用于F119发动机。BTT-1和BTT-3为俄罗斯研制的阻燃钛合金,均为Ti-Cu-Al系合金,具有相当好的热变形工艺性能,可用其制成复杂的零件[26]。
(5)医用钛合金。
钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,是非常理想的医用金属材料,可用作植人人体的植人物等。目前,在医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者会析出极微量的钒和铝离子,降低了其细胞适应性且有可能对人体造成危害,这一问题早已引起医学界的广泛关注。羌国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金,将其用于矫形术。日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作,并取得一些新的进展。例如,日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金,包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20,这些合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4v ELI。与α+β钛合金相比,β钛合金具有更高的强度水乎,以及更好的切口性能和韧性,更适于作为植入物植入人体。在美国,已有5种β钛合金被推荐至医学领域,即TMZFTM(TI-12Mo-^Zr-2Fe)、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx(TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si)、Tiadyne 1610(Ti-16Nb-9.5Hf)和Ti-15Mo。估计在不久的将来,此类具有高强度、低弹性模量以及优异成形性和抗腐蚀性能的庐钛合金很有可能取代目前医学领域中广泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]。

⑹ 钛和钢哪个更硬

纯钛的硬度不如钢,但是有些钛合金的硬度能和高强度钢相当,甚至超过钢。

钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钛具有金属光泽,有延展性。密度为4.5克/立方厘米。熔点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。但比强度位于金属之首。

按化学成分分为碳素钢,碳素钢是指钢中除铁、碳外,还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金,按其含碳量的不同,可分为:低碳钢、中碳钢、高碳钢。高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多 ,合金钢为了改善钢的性能,在冶炼碳素钢的基础上,加入一些合金元素而炼成的钢。

(6)钛合金和钢哪个容易氢脆扩展阅读:

在文艺复兴之前很久,人们已经懂得使用各种低效的方法来生产钢,但是钢的普及化要等到十七世纪,也就是有了更高效的生产法之后。自从在十九世纪发明了贝塞麦炼钢法之后,钢就成了一种可大量生产的廉价材料。

后来炼钢法经过更多的改进,例如碱性氧气炼钢法,使得钢的生产价格更低,但同时品质更好。时至今日,钢已经成为世界上普遍的材质,年生产量达十三亿吨。在各种建筑、基础设施、工具、船只、汽车、机械、电器及武器中,钢都是一种主要的成分。现代钢铁一般用各种标准化团体所制定的不同品质标准来区分。

⑺ 请问钢,铝,钛合金的主要优缺点有哪些

钢,强度好,通过不同的合金配比及热处理可以满足很多不同的要求;容易加工,焊接性能好,有磁性。容易锈蚀。
铝,导热导电性能好,比重低,容易加工成型,铝合金比强度高。不耐高温。
钛合金,强度好,比重低,耐腐蚀。加工困难,成本较高。

⑻ 钛合金比不锈钢更脆吗

1、组成不同:

(1)钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。

(2)不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。

2、性能不同:

(1)钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。

(2)不锈钢:焊接性;耐腐蚀性:绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好;抛光性能:当今社会不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序,只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。

3、作用不同:

(1)钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

(2)304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途,但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中,则316不锈钢。

⑼ 钢和钛合金哪个好点

纯钢制品价格高,不纯钢的比较容易生锈,钛合金性价比要高的多,不过硬度不能和钢相比

⑽ tc4钛合金和316l不锈钢哪个更耐腐蚀

TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天、石油化工、造船、汽车,医药等部门都得到成功的应用。
●TC4钛合金力学性能:
规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,
●TC4钛合金密度:
4.5(g/cm3)
●TC4钛合金化学成分:
TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5~6.8,钒(V)3.5~4.5[1-2]
●TC4钛合金密度:
4.5(g/cm3)工作温度-100~550(℃)

化学成分
TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5~6.8,钒(V)3.5~4.
316L精钢.钛材钢 材料新牌号:022Cr17Ni12Mo2[2]
添加Mo(2~3%) ,优秀的耐腐蚀性,耐高温、抗蠕变性能优秀。

特点
1)冷轧产品外观光泽度好,漂亮;
2)由于添加Mo,耐腐蚀性能,特别是耐点蚀性能优秀;
3 ) 高温强度优秀
4)优秀的加工硬化性(加工后弱磁性)
5)固溶状态无磁性;
6)相对304不锈钢,价格较高。

适用范围
管道用, 热交换器, 食品工业,化工工业,钟表工业等。

化学成分%
C≤0.03[2]
Si≤1.0
Mn≤2.00
P≤0.045
S≤0.030
Ni:10.0-14.0
Cr:16.0-18.0
Mo:2.0-3.0

热处理
熔 点:1375~1450C;
固溶处理:1010~1150C。
从成分上说含铬钛都有耐腐蚀性,这个要说的是TC4本来就是钛的一个种类,316L只是含有铬。这个就很好分了。一个是本身就是耐腐蚀的,一个是添加了少量耐腐蚀的。

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