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鈦合金TB5材質拉伸強度多少

發布時間:2022-03-09 20:54:02

『壹』 TB4 TB5 TB6 TB7 TB8 這幾種鈦合金的熱處理參數 以及硬度

去應力退火:TB5 加熱溫度 680~710℃,保溫30~60分
TB6 675~705℃,保溫30~60分
TB8 680~710℃,保溫30~60分(TB4與TB7與三者相差不大)
固溶處理:TB5 加熱溫度 760~815℃,保溫2~30分,空冷或更快冷
TB6 760~815℃,保溫2~30分,空冷或更快冷
TB8 815~900℃,保溫10~60分(水冷)
硬度我不清楚,我只做過TC4這種雙相的,差不多在320~350HV,你這些都是β態,應該會更軟些。

『貳』 Tb5合金是什麼材料

Tb5是鈦合金,主要成分是:Ti-15V-3Cr-3Sn-3AL
TB5在具有一定耐腐蝕性的同時,還具有一定的彈性,因為其折彎恢復性極好,所以相當適用於眼鏡架、眼鏡絲等,同時TB5在高爾夫球上的應用也是極其普遍的。

『叄』 鈦合金TB6的時效硬度是多少

去應力退火:TB5 加熱溫度 680~710℃,保溫30~60分 TB6 675~705℃,保溫30~60分 TB8 680~710℃,保溫30~60分(TB4與TB7與三者相差不大)固溶處理:TB5 加熱溫度 760~815℃,保溫2~30分,空冷或更快冷 TB6 760~815℃,保溫2~30分,空冷或更快冷 TB8 815~900℃,保溫10~60分(水冷)硬度我不清楚,我只做過TC4這種雙相的,差不多在320~350HV,你這些都是β態,應該會更軟些。

『肆』 鈦合金(TA、TC、TB)鑄造性能闡述

鈦及鈦合金鑄件鑄造生產工藝

鈦及鈦合金具有密度低,比強度高,耐腐蝕,線脹系數小,生物相溶性好等優異性能,在航空、航天、遠洋運輸、化工、冶金、醫療衛生等行業中都是不可缺少的結構材料。工業上最初應用的鈦及鈦合金製件都是變形件,隨著其用量的增多和應用范圍的擴大,變形反映出機械加工量大,材料利用率低,生產成本高等弊端,於是鑄造技術由此發展起來。鈦鑄造是比較經濟且又容易實現的近成形工藝。鈦及鈦合金在熔融狀態下具有高化學活性,要與常用的各種耐火材料發生化學反應,熔煉和鑄造成形難度很大,必須有其專用的造型材料和造型工藝以及專用的熔煉與鑄造設備。
一)熔煉工藝:
我國的鈦鑄造90% 以上熔煉與鑄造設備都採用真空自耗電極電弧凝殼爐加離心鑄造。坩堝採用水冷銅坩堝,鈦液的最大澆注量為500 kg。
自耗電極電弧熔煉法是以鈦或鈦合金製成的自耗電極為陰極,以水冷銅坩堝為陽極;大電流熔煉,鈦電極的熔化速度遠遠大於鈦的凝結速度,熔化了的電極以液滴形式進入坩堝,形成熔池;熔池表面被電弧加熱,始終呈液態,底部和坩堝接觸的四周受到循環水強製冷卻,產生自下而上的結晶。這種方法具有結構簡單、維持費用低、大型化容易等優點,缺點是澆注溫度難以調節和控制,一停弧後,金屬液必須在3~5秒內全部從坩堝倒出,否則溫度急劇下降,金屬液過熱度不高,使得液體流動性和補縮能力較差。自耗電極電弧熔煉對電極的質量要求很高,要求電極內部組織緻密。熔煉過程中危險性較大,稍微操作不慎將會出現電弧損壞坩堝,造成坩堝外壁強製冷卻的循環水進入坩堝,污染鈦液,水蒸氣損壞真空泵系統。
二)鑄造型腔工藝:
鈦合金鑄造的造型工藝主要有金屬型、機加工石墨型、金屬面層陶瓷型殼、氧化物陶瓷型殼。
1)金屬型
金屬型在鈦合金鑄造領域中,用作鑄型的金屬材料主要有銅、鋼、鑄鐵、鎢、鉬等,與石墨加工型一起統稱為硬模系統。由於存在著工藝上的分型等難點,這種方法很難製造出復雜形狀的鈦鑄件,而大多隻在特定的鑄件上使用。
2)石墨型
機加工石墨型強度高,退讓性不好,對液態鈦要產生激冷,常使鑄件表面產生裂紋和冷隔,生產成本高、生產周期長。石墨孔隙較大,容易吸潮,所以機加工石墨型使用前必須進行除油、除氣處理,否則鑄件表面氧化現象嚴重。鑄件尺寸比較大,壁比較厚(≥5mm),形狀簡單,所需數量只有一件或幾件。選擇機加工石墨型。
3)陶瓷型
(1)金屬面層陶瓷型殼採用難熔金屬鎢粉作為耐火材料,金屬鎢的熔點高,與鈦液接觸時化學穩定性好,但是鎢粉應具有較高的純度,雜質含量不能超過規定標准,否則將影響鈦鑄件的品質。鎢面層熔模型殼必需採用溶劑脫蠟,而且在特製的脫蠟槽中進行,對人體健康有很大的傷害,同時也污染環境。鎢面層型殼高溫焙燒必須在還原性氣氛下進行,脫蠟後沉積在型殼外貌上的模料灰分很難燒化,在澆注時很容易與液鈦反應,在鑄件外貌形成氣孔。塗料漿工藝性能不好,懸浮性差,塗料漿壽命短,保存困難,價格昂貴。
(2)氧化物陶瓷型殼是將惰性氧化物做為面層型殼耐火材料。各種氧化物材料按其對熔融鈦合金的化學穩定性由低到高排列的順序如下:SiO2、MgO、Al2O3、CaO、ZrO2、Y2O3、ThO2。ThO2由於具有放射性已基本不用。CaO容易吸潮,所以阻礙了它的應用。現在,用作熔模鑄造型殼面層和鄰面層的材料主要是Y2O3、ZrO2。
未經穩定化處理的ZrO2不能做為鑄鈦的造型材料,因為它會發生同素異形體轉變,常溫下為單斜晶體,高溫下為四方晶體,溫度更高則轉變為立方晶體,單斜晶體轉變為四方晶體時,伴隨著9%左右的體積變化,使型殼發生開裂。通常採取向ZrO2 中加入4%~8%的CaO,經高溫電熔或煅燒後就可以得到穩定的ZrO2 固溶體(也有用Y2O3穩定),工業上大多採用電熔ZrO2。
Y2O3 同ZrO2 一樣,必須經過高溫穩定化處理後才能用作鈦合金造型材料。Y2O3 陶瓷型殼具有熱導率低、強度高等優點,澆注出的鑄件表面質量好,但Y2O3價格比較昂貴,來源困難。
我國的鑄鈦工業發展比較快,近幾年來新增加了一些鑄鈦生產廠。目前,全國的鑄鈦生產廠、研究所已經將近20 個,新增的鈦鑄造廠也都將產品定位在鈦熔模精密鑄件上,陝西錦瀚稀貴金屬有限公司常年與哈爾濱工業大學、西安交通大學、西北工業大學進行技術交流合作,致力於鈦、鎳、鋯及其合金的精密鑄件生產,形成以精密鑄造為主、機加工石墨型為輔的生產模式。
隨著鈦及鈦合金鑄造技術的發展和日益成熟,加上熱等靜壓(HIP)技術的誕生和在鈦合金鑄件方面的成功應用,較好的解決了鑄件的質量問題,提高了鑄件的可靠性。從20世紀80年代以後,鈦及鈦合金鑄件在航空、航天及其他方面的應用每年以20%的速度遞增。鑄造工藝方面,目前已經由單件鑄造發展到幾件或幾十件零件組合成的大型整體鑄件。應用范圍已經從早期的受力不大的非關鍵靜止結構件發展到成為航空發動機中的構件組成部分,完全取代了一些變形鈦合金、鋁合金、鋼件。
隨著航空發動機對推重比和剛度要求的提高,要求其中的一些關鍵鈦合金構件做成大型復雜薄壁的整件精鑄件。一些先進的航空大型渦輪發動機風扇機匣、中介機匣、前機匣、壓縮機機匣等都開始使用鈦合金精鑄件。大型客機的導風管、隔熱屏、支架、框架、耳軸、支撐架、剎車殼體、等也都以鈦合金精鑄件替代原來的構件。
軍用飛機方面,鈦合金鑄件的使用也逐步在增加,如:支座、框架、支架、制動勾、機翼上受力物件、方向舵轉動裝置支架、變速裝置殼件、吊架支撐附件等,實踐證實了鈦合金鑄件在飛機上的應用是成功、可靠的。不僅如此,在生產成本上,由於使用了鈦合金鑄件,使飛機的某些機構的設計、加工、緊固、裝配等都變得比原來未使用鈦合金鑄件時的機構簡化了,從而大大降低了飛機的製造成本。鈦合金鑄件在航天領域中主要用於導彈、太空梭飛船、人造衛星。其應用部位主要為:導彈殼體、尾翼、舵翼及連接座等,太空梭和飛船支架、框架、支座、附件、殼體等,由於鈦合金鑄件具有高的剛性、輕的重量和光學玻璃相當的熱膨脹系數,也應用於人造衛星及其他光學儀器的托框、基座、連結架以及殼體等。
鈦及鈦合金鑄件在日常工業生產方面也有著廣泛的應用領域。由於鈦及鈦合金具有良好的耐腐蝕性能,是化工及其他耐腐蝕工業的不可替代的材料。廣泛應用於化工、造紙、石油、制鹼、冶金、農葯等工業。主要應用產品是以工業純鈦和鈦—鈀合金為材質的鑄造鈦泵、鈦風機,各種不同類型的閥門,如:截止閥、球閥、旋塞閥、閘閥、蝶閥、止回閥等。
隨著人們生活水平的提高和對健康質量要求的提升,鈦合金以其高的疲勞強度,和人體超強的親和力等諸多優點,也被越來越多的用在醫療衛生領域。如:鑄造鈦合金髖關節修復件、膝關節修復件、人體假肢、口腔修復等等。運動器械領域鈦合金精密鑄件的用量非常巨大,如:自行車配件,高爾夫球頭。尤其是鈦合金高爾夫球頭市場容量最為巨大,但鑄造工藝比較復雜。
目前,鈦及鈦合金鑄件的使用范圍還在擴展,更多的應用領域也在相繼研究,但還存在著一些問題:1.合金品種少、牌號少,基本上常用的鈦合金都是工業純鈦鑄件和TC4合金鑄件。2.鑄件應用范圍小,大部分鑄件都用在了石油化工行業(工業純鈦鑄件),航空、航天領域應用很少,致使我國鈦鑄造工業的工藝和技術水平難以提高。3.造型工藝普遍落後,大部分廠家都是用石墨型造型工藝(機加工石墨型和搗實石墨型),而熔模精密鑄造應用很少。鑄造出的鑄件表面比較粗糙。4.熔煉設備基本上都為真空自耗電極電弧凝殼爐,熔煉過程危險性較高,熔化金屬液過熱度不高,造成鑄件表面易產生流痕、冷隔等缺陷,薄壁零件成形困難。
為改善我國鈦鑄造工業生產的落後狀態,提高我國鑄鈦工業的整體工藝和技術水平,還需進行以下幾方面的研究:1.改進現有的造型工藝,研究新的粘結劑和造型材料,簡化工藝,縮短生產周期,降低生產成本。2.研究和發展新的熔煉和鑄造設備及其技術,提高金屬液的過熱度,改善和提高鑄造鈦液的流動性和充型補縮能力,為研製大型復雜薄壁整體精鑄件創造有利條件。3.進一步擴大計算機模擬凝固技術在鈦合金鑄造中的應用,以提高鑄件質量,減小鑄件的廢品率。4.研究和發展鈦合金鑄件的各種熱處理工藝和熱化學處理技術,以改善鈦合金鑄件的微觀組織結構,提高鑄件的力學性能。5.熔模鑄造只能生產中小型鑄件,應尋求一種生產更大型、更凈形、更高效鑄件的造型工藝,提高鈦合金鑄件的生產能力。

『伍』 鈦合金gr5硬度比不銹鋼,誰的硬度高誰的強度高有數據最好謝謝

結論:鈦合金的硬度比不銹鋼高,強度比不銹鋼高。

鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右,僅為鋼的60%,純鈦的強度才接近普通鋼的強度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。

不銹鋼的密度根據材料不同,密度也會相應不同,但是應該都在7.70-8.00/cm3之間浮動。

從化學成分一般來講:鉻不銹鋼7.75 /cm3,鉻鎳不銹鋼:7.93/cm3 , 常見的不銹鋼例如304,316屬於鉻鎳不銹鋼。密度越低,硬度越高,強度越高。

(5)鈦合金TB5材質拉伸強度多少擴展閱讀:

鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關,最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%,但其強度低、塑性高。

99.5%工業純鈦的性能為:密度ρ=4.5g/立方厘米,熔點為1725℃,導熱系數λ=15.24W/(m.K),抗拉強度σb=539MPa,伸長率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性模力E=1.078×105MPa,硬度HB195。

鈦合金的比強度(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料,可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。

不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由於其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。

試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。

『陸』 鈦合金比鋼堅硬嗎

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用於各個領域。世界上許多國家都認識到杴合金材料的重要性,相繼對其進行研究開發,並得到了實際應用。
第一個實用的鈦合金是1954年美國研製成功的Ti-6Al-4V合金,由於它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好,而成為鈦合金工業中的王牌合金,該合金使用量已佔全部鈦合金的75%~85%。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世紀50~60年代,主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金,70年代開發出一批耐蝕鈦合金,80年代以來,耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。耐熱鈦合金的使用溫度已從50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出現,使鈦在發動機的使用部位正由發動機的冷端(風扇和壓氣機)向發動機的熱端(渦輪)方向推進。結構鈦合金向高強、高塑、高強高韌、高模量和高損傷容限方向發展。
另外,20世紀70年代以來,還出現了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形狀記憶合金,並在工程上獲得日益廣泛的應用。
目前,世界上已研製出的鈦合金有數百種,最著名的合金有20~30種,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]。
鈦合金可以分為α、α+β、β型合金及鈦鋁金屬間化合物(TixAl,此處x=1)四類。
2. 鈦合金的新進展
近年來,各國正在開發低成本和高性能的新型鈦合金,努力使鈦合金進入具有巨大市場潛力的民用工業領域陽。國內外鈦合金材料的研究新進展主要體現在以下幾方面。
(1)高溫鈦合金。
世界上第一個研製成功的高溫鈦合金是Ti-6Al-4V,使用溫度為300-350℃。隨後相繼研製出使用溫度達400℃的IMI550、BT3-1等合金,以及使用溫度為450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地應用在軍用和民用飛機發動機中的新型高溫鈦合金有.英國的IMI829、IMI834合金;美國的Ti-1100合金;俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。表7為部分國家新型高溫鈦合金的最高使用溫度[26]。
近幾年國外把採用快速凝固/粉末冶金技術、纖維或顆粒增強復合材料研製鈦合金作為高溫鈦合金的發展方向,使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美國麥道公司採用快速凝固/粉末冶金技術戚功地研製出一種高純度、高緻密性鈦合金,在760℃下其強度相當於目前室溫下使用的鈦合金強度[26]。
(2)鈦鋁化合物為基的鈦合金。
與一般鈦合金相比,鈦鋁化合物為基鈉Ti3Al(α2)和TiAl(γ)金屬間化合物的最大優點是高溫性能好(最高使用溫度分別為816和982℃)、抗氧化能力強、抗蠕變性能好和重量輕(密度僅為鎳基高溫合金的1/2),這些優點使其成為未來航空發動機及飛機結構件最具競爭力的材料[26]。
目前,已有兩個Ti3Al為基的鈦合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美國開始批量生產。其他近年來發展的Ti3Al為基的鈦合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl(γ)為基的鈦合金受關注的成分范圍為Ti-(46-52)Al-(1-10)M(at.%),此處M為v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一種元素。最近,TiAl3為基的鈦合金開始引起注意,如Ti-65Al-10Ni合金[1]。
(3)高強高韌β型鈦合金。
β型鈦合金最早是20世紀50年代中期由美國Crucible公司研製出的B120VCA合金(Ti-13v-11Cr-3Al)。β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能,易鍛造,可軋制、焊接,可通過固溶-時效處理獲得較高的機械性能、良好的環境抗力及強度與斷裂韌性的很好配合。新型高強高韌β型鈦合金最具代表性的有以下幾種[26,30]:
Ti1023(Ti-10v-2Fe-#al),該合金與飛機結構件中常用的30CrMnSiA高強度結構鋼性能相當,具有優異的鍛造性能;
Ti153(Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn),該合金冷加工性能比工業純鈦還好,時效後的室溫抗拉強度可達1000MPa以上;
β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si),該合金是由美國鈦金屬公司Timet分部研製的一種新型抗氧化、超高強鈦合金,具有良好的抗氧化性能,冷熱加工性能優良,可製成厚度為0.064mm的箔材;
日本鋼管公司(NKK)研製成功的SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)鈦合金,該合金強度高,超塑性延伸率高達2000%,且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃,可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴散連接(SPF/DB)技術製造各種航空航天構件;
俄羅斯研製出的BT-22(TI-5v-5Mo-1Cr-5Al),其抗拉強度可達1105MPA以上
(4)阻燃鈦合金。常規鈦合金在特定的條件下有燃烷的傾向,這在很大程度上限制了其應用。針對這種情況,各國都展開了對阻燃鈦合金的研究並取得一定突破。羌國研製出的Alloy c(也稱為Ti-1720),名義成分為50Ti-35v-15Cr(質量分數),是一種對持續燃燒不敏感的阻燃鈦合金,己用於F119發動機。BTT-1和BTT-3為俄羅斯研製的阻燃鈦合金,均為Ti-Cu-Al系合金,具有相當好的熱變形工藝性能,可用其製成復雜的零件[26]。
(5)醫用鈦合金。
鈦無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性,是非常理想的醫用金屬材料,可用作植人人體的植人物等。目前,在醫學領域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但後者會析出極微量的釩和鋁離子,降低了其細胞適應性且有可能對人體造成危害,這一問題早已引起醫學界的廣泛關注。羌國早在20世紀80年代中期便開始研製無鋁、無釩、具有生物相容性的鈦合金,將其用於矯形術。日本、英國等也在該方面做了大量的研究工作,並取得一些新的進展。例如,日本已開發出一系列具有優良生物相容性的α+β鈦合金,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,這些合金的腐蝕強度、疲勞強度和抗腐蝕性能均優於Ti-6Al-4v ELI。與α+β鈦合金相比,β鈦合金具有更高的強度水乎,以及更好的切口性能和韌性,更適於作為植入物植入人體。在美國,已有5種β鈦合金被推薦至醫學領域,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。估計在不久的將來,此類具有高強度、低彈性模量以及優異成形性和抗腐蝕性能的廬鈦合金很有可能取代目前醫學領域中廣泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]。

『柒』 鈦合金的強度是多少啊

β型鈦合金最早是20世紀50年代中期由美國Crucible公司研製出的B120VCA合金(Ti-13v-11Cr-3Al)。β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能,易鍛造,可軋制、焊接,可通過固溶-時效處理獲得較高的機械性能、良好的環境抗力及強度與斷裂韌性的很好配合。新型高強高韌β型鈦合金最具代表性的有以下幾種[26,30]:
Ti1023(Ti-10v-2Fe-#al),該合金與飛機結構件中常用的30CrMnSiA高強度結構鋼性能相當,具有優異的鍛造性能;
Ti153(Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn),該合金冷加工性能比工業純鈦還好,時效後的室溫抗拉強度可達1000MPa以上;
β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si),該合金是由美國鈦金屬公司Timet分部研製的一種新型抗氧化、超高強鈦合金,具有良好的抗氧化性能,冷熱加工性能優良,可製成厚度為0.064mm的箔材;
日本鋼管公司(NKK)研製成功的SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)鈦合金,該合金強度高,超塑性延伸率高達2000%,且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃,可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴散連接(SPF/DB)技術製造各種航空航天構件;
俄羅斯研製出的BT-22(TI-5v-5Mo-1Cr-5Al),其抗拉強度可達1105MPA以上

『捌』 鈦合金TB5時效(熱處理)到50HRC的方法

感應淬火是熱處理的一種工藝,50-54HRC是洛氏硬度。合起來就是用感應淬水將鋼材熱處理到HRC50-54度!

『玖』 誰能提供鈦合金的具體參數

鈦合金按組織可分三類.(1鈦中加入鋁和錫元素.2鈦中加入鋁鉻鉬釩等合金元素.3鈦中加入鋁和釩等元素.)鈦合金具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗蝕性能很好.另外:鈦合金的工藝性能差,切削加工困難.在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質.還有抗磨性差,生產工藝復雜.
titanium alloys
以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要,使鈦工業以平均每年約 8%的增長速度發展。目前世界鈦合金加工材年產量已達4萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純鈦(TA1、TA2和TA3)。
鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件,其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業中應用,用於製作電解工業的電極,發電站的冷凝器,石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用於生產貯氫材料和形狀記憶合金等。
中國於1956年開始鈦和鈦合金研究;60年代中期開始鈦材的工業化生產並研製成TB2合金。
特點 鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優點:①比強度(抗拉強度/密度)高(見圖),抗拉強度可達100~140kgf/mm2,而密度僅為鋼的60%。②中溫強度好,使用溫度比鋁合金高幾網路,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。③耐蝕性好,在大氣中鈦表面立即形成一層均勻緻密的氧化膜,有抵抗多種介質侵蝕的能力。通常鈦在氧化性和中性介質中具有良好的耐蝕性,在海水、濕氯氣和氯化物溶液中的耐蝕性能更為優異。但在還原性介質,如鹽酸等溶液中,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。⑤彈性模量低,熱導率小,無鐵磁性。
合金元素 鈦有兩種同質異晶體:882℃以下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類:①穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。②穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素,又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等;後者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素,有鋯、錫等。
氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規定鈦中氧和氮的含量分別在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物,使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
類別 鈦合金根據相的組成可分為三類:α合金,(α+β)合金和β合金,中國分別以TA、TC、TB表示。
① α合金含一定量的穩定α相的元素,平衡狀態下主要由α相組成。α合金比重小,熱強性好、具有良好的焊接性和優異的耐蝕性,缺點是室溫強度低,通常用作耐熱材料和耐蝕材料。α合金通常又可分為全α合金(TA7)、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu)。 ② (α+β)合金含一定量的穩定α相和β相的元素,平衡狀態下合金的組織為α相和β相。(α+β)合金有中等強度、並可熱處理強化,但焊接性能較差。(α+β)合金應用廣泛,其中Ti-6Al-4V合金的產量在全部鈦材中佔一半以上。
③ β合金含大量穩定β相的元素,可將高溫β相全部保留到室溫。β合金通常又可分為可熱處理β合金(亞穩定β合金和近亞穩定β合金)和熱穩定β合金。可熱處理β合金在淬火狀態下有優異的塑性,並能通過時效處理使抗拉強度達到130~140kgf/mm2。β合金通常作高強度高韌性材料使用。缺點是比重大,成本高,焊接性能差,切削加工困難。
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。典型合金的成分和性能見表。
熱處理 鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度;針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性;等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。
常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內應力、提高塑性和組織穩定性,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相轉變點以下120~200℃;固溶和時效處理是從高溫區快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩定的β相,然後在中溫區保溫使這些亞穩定相分解,得到α相或化合物等細小彌散的第二相質點,達到使合金強化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)—→β相轉變點以下40~100℃進行,亞穩定β合金淬火在(α+β)—→β相轉變點以上40~80℃進行。時效處理溫度一般為450~550℃。此外,為了滿足工件的特殊要求,工業上還採用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。

『拾』 鈦合金的硬度

鈦合金硬度其實相對不是很高,一般加工完畢後硬度基本在250~350HV左右,鈦合金的密內度一般在4.51g/cm3左右,僅容為鋼的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)遠大於其他金屬結構材料,可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

使用溫度比鋁合金高幾網路,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,而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。

(10)鈦合金TB5材質拉伸強度多少擴展閱讀:

鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠優於不銹鋼;

對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對鹼、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

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。

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