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钼锆钛合金是什么材料

发布时间:2023-01-11 13:41:57

1. 钛合金是什么材质

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。钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。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。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。

合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:

①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。

②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。

③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。

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-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。

2. TZM合金的制备方法

TZM合金(钼锆钛合金)的常用制备方法有:电弧熔化一铸造法和粉末冶金技术。
电弧熔化一铸造法是用电弧将纯钼熔化后按重量百分比添加一定量的Ti、Zr等合金元素,然后用常规铸造的方法得到TZM合金(钼锆钛合金);
粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能,而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。其用高纯钼粉与TiH2粉、ZrH2粉及石墨粉按比例均匀混合后经冷等静压成形,然后在保护气氛下高温烧结,得到TZM坯料。坯料再经过高温热轧(高温锻造)、高温退火、中温热轧(中温锻造)、中温退火消除应力、然后温轧(温锻)而得到TZM成品料。坯料的轧制(锻造)工艺及随后的热处理对材料的性能、各向异性及织构有较大的影响。
采用粉末冶金法可以节省真空自耗电弧炉、大型挤压机和锻锤以及相应的高温加热炉等大型设备,使工序简化,生产周期缩短,能耗降低,生产能力及成品率成倍提高,因此成本大大降低。
TZM合金(钼锆钛合金)通常制备成棒材和板材。粉末冶金法可以节省真空自耗电弧炉、大型挤压机和锻锤以及相应的高温加热炉等大型设备,使工序简化,生产周期缩短,消耗降低,生产能力及成品率得以提高,因此成本大大降低。

3. 钛合金是什么材料呀

钛合金是组合金属材料。钛合金属于组合金属材料。其主要的基础成分是钛,然后再增加其他的一些元素之后进行结合,结合成型的材料便是钛合金,因此将其称为组合金属材料。然而在添加了其他的一些元素之后,所形成的钛合金成品便是以银灰色和银白色为主。

钛合金材料的应用

在我们平时驾驶的汽车当中,同样也会使用钛合金材料。例如我们所见到的一些重型车辆,包括一些赛车当中也都会使用钛合金材料,然而在汽车当中使用了钛合金材料之后,便可以有效的降低燃油的消耗情况,甚至对于车辆当中产生的废气排放也会形成有效的控制。在航天领域当中使用钛合金的比例其实是非常高的,将60%的钛合金材料用于航天的领域当中。

4. 钛合金是什么材质主要应用于那些方面

钛合金是以钛为基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。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。 编辑本段分类 钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(itanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
α钛合金
它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。
β钛合金
它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进一步强化,室温强度可达1372~1666 MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。
α+β钛合金
它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。
三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性最好,α+p钛合金次之,β钛合金最差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。
热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度;针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性;等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。 用途 钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
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。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
中国于1956年开始钛和钛合金研究;60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。
钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。

5. TZM合金的性能

TZM(钼锆钛合金)合金的物理性能和纯钼的物理性能比较见表1。TZM合金具有很好的力学性能,尤其是在高温下其力学性能比纯钼要好。表2 是TZM(Ti0.5/Zr0.1)合金的力学性能,表3 是TZM(Ti0.5-Zr0.08)合金在高温下的抗拉强度和延伸率。表4 为TZM合金(Ti0.5/Zr0.1)合金的热性能和电性能。
表1 TZM合金(钼锆钛合金)和纯钼物理性能比较 材料 密度/g·cm-3 熔点/℃ 沸点/℃ TZM合金(Ti0.5/Zr0.1) 10.22 2617 4612 Mo 10.29 2610 5560 表2 TZM合金(钼锆钛合金)(ri0.5/Zr0.1)的力学性能 力学性能 延伸率
/% 弹性模量
/GPa 屈服强度
/MPa 抗拉强度
/MPa 断裂韧性
/(MP·m1/2) 数值 <20 320 560~1150 685 5.8~29.6 表3 TZM 合金(钼锆钛合金) (Ti0.5/Zr0.08)的高温抗拉强度和延伸率 温度/℃ 性能 抗拉强度/MPa 延伸率/% RT 1140 ~1210 7.5~13.0 1000 700 ~720 5.2 1200 320 ~360 9.0 1300 190 ~210 11.5 ~13.5 1400 140 ~170 11.0 ~16.0 表4 TZM合金(钼锆钛合金)(Ti0.5/Zr0.1)的热性能及电性能 性能 热膨胀系数/K-1
(20~100℃) 热导率
W/m·K 空气中最高使用温度
℃ 电阻率
Ω·m 数值 5.3X10-6 126 400 (5.3~5.5)X10-8 TZM合金(钼锆钛合金)还具有良好的焊接性能,可以与H11钢等材料进行很好的焊合。同时TZM合金能抵抗Zn等金属液的腐蚀。它可用常规方法进行冷加工。在有冷却润滑油的情况下可用硬质合金或高速钢刀具进行机械加工。

6. TZM合金的应用领域

TZM合金(钼锆钛合金)的诸多优点使其应用领域非常广泛。其在高温高压下表现出的良好力学性能使其在军事工业上应用较多,如鱼雷发动机中的配气阀体、火箭喷嘴、燃气管道、喷管喉衬;而用做彩色显像管玻壳生产线上玻璃熔炉用铂铑包复搅拌器的主轴则是利用它对金属液体的抗蚀性;
TZM合金(钼锆钛合金)具有较高的熔点,因此可用来做黑色或有色金属的压铸模具材料及无缝不锈钢的穿孔顶头,如发动机上的铜转子的模具;
TZM合金在电子电气工业上应用也较多,如电子管阴极、栅极、高压整流元件、半导体薄膜集成电路等;此外,在核能源设备上TZM合金也用得比较广泛,如辐射罩、支撑架、热交换器、轨条等。
另外还被大量用作板材,以作高温炉的炉壁和热等静压机的隔热屏等高温结构材料;TZM合金(钼锆钛合金)在电子电气工业上应用也较多,如电子管阴极、栅极、高压整流元件、半导体薄膜集成电路等;
此外,在核能源设备上TZM合金(钼锆钛合金)也用得比较广泛,如辐射罩、支撑架、热交换器、轨条等。

7. 钛91锆1钼4钛合金

钼锆钛合金Mo-Zr-Ti alloy 以钼和锆等为合金元素的钛基合金。

8. 钛合金是什么有什么特性

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。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。

特性:

1、首先肯定是钛靶可以做出很多种颜色,比如钛灰色,枪灰色,黑色,仿金色,咖啡色,蓝色,紫色等等还有很多。

2、其次钛附着力很好,对于陶瓷和玻璃基片也具有非常好的附着力,所以钛可用于附着力较差膜材的底膜材料。钛也可用作薄膜电阻或薄膜电容器的制作材料。

3、钛对活性气体的吸附性很强,蒸发在汞壁上的新鲜Ti膜形成一个高吸附能力的表面,有着优异的吸气性能,几乎能和除惰性气体以外的所有气体发生化学反应。这一性质使得Ti在超高真空抽气系统中作为吸气剂而得到广泛的应用,如用在钛升华泵、溅射离子泵中等。

4、耐腐蚀性能,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。

(8)钼锆钛合金是什么材料扩展阅读:

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。

氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。

氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。

钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。

9. 钛合金是什么材质

钛合金是一种复合金属材料。钛合金是一种复合金属材料。它的主要基本成分是钛,再加入一些其他元素,然后化合。结合的材料是钛合金,所以称为复合金属材料。但加入一些其他元素后,成品钛合金以银灰色和银白色为主。
钛合金材料的应用
钛合金材料也用在我们平时开的车上。比如我们看到的一些重型车辆,包括一些赛车,也使用钛合金材料。但汽车使用钛合金材料后,可以有效降低油耗,甚至可以有效控制车辆产生的尾气排放。钛合金在航空航天领域的使用比例其实很高,60%的钛合金材料都用在了航空航天领域。

10. 钛合金板是什么材料

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。

技术要求:1:钛及钛合金板材的化学成分应符合GB/T 3620.1的规定,需方复验时,化学成分的的允许偏差应符合 GB/T 3620.2的规定。2:板材的厚度的允许偏差应符合表一的规定。3:板材宽度和长度的允许偏差应符合表二的规定。4:板材各角应尽量切成直角.切斜时应不超过板材长度和宽度的允偏差。

合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:

①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。

②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。 应用了钛合金的产品

前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。

③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。

氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。

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