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汽車改裝鈦加工件應用

發布時間: 2021-04-30 00:13:24

1. 鈦合金的主要應用領域是什麼

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。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。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。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。

鈦合金是航空航天工業中使用的一種新的重要結構材料,比重、強度和使用溫度介於鋁和鋼之間,但比鋁、鋼強度高並具有優異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國首次在F-84戰斗轟炸機上用作後機身隔熱板、導風罩、機尾罩等非承力構件。60年代開始鈦合金的使用部位從後機身移向中機身、部分地代替結構鋼製造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構件。鈦合金在軍用飛機中的用量迅速增加,達到飛機結構重量的20%~25%。70年代起,民用機開始大量使用鈦合金,如波音747客機用鈦量達3640公斤以上。馬赫數大於 2.5的飛機用鈦主要是為了代替鋼,以減輕結構重量。又如,美國SR-71 高空高速偵察機(飛行馬赫數為3,飛行高度26212米),鈦占飛機結構重量的93%,號稱「全鈦」飛機。當航空發動機的推重比從4~6提高到8~10,壓氣機出口溫度相應地從200~300°C增加到500~600°C時,原來用鋁製造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金,或用鈦合金代替不銹鋼製造高壓壓氣機盤和葉片,以減輕結構重量。70年代,鈦合金在航空發動機中的用量一般占結構總重量的20%~30%,主要用於製造壓氣機部件,如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。航天器主要利用鈦合金的高比強度,耐腐蝕和耐低溫性能來製造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和太空梭 也都使用鈦合金板材焊接件。 詳細的產品可以去尋材問料ap-裡面了解

2. 鈦合金的應用

自1795年發現鈦至今已有200多年的歷史,但是由於鈦的熔點高、化學性質十分活潑,塑性良好的純鈦很難製取;鈦錠的冶煉需在真空中進行;製造工藝復雜,從而使得鈦及其合金長期不能廣泛用於工業生產。從20世紀50年代開始,由於航空航天技術的迫切需要,鈦工業得到了迅速的發展。現在,鈦及鈦合金不僅是航空航天工業中不可缺少的結構材料,在造船、化工、冶金、醫療等方面也獲得了廣泛的應用[1]。
鈦合金的應用決定於鈦及鈦合金的特點和對產品的要求。概括起來,鈦及鈦合金的特點有如下[1~4]。
①鈦的密度小、比強度高。鈦的密度為4510kg/m^3,介於鋁(2700kg/m^3)和鐵(7600kg/m^3)之間。鈦合金的比強度高於鋁合金和鋼。
②鈦合金的工作溫度范圍較寬,低溫鈦合金在-253℃還能保持良好的塑性,而耐熱鈦合金的工作溫度可達550℃左右,其耐熱性明顯高於鋁合金和鎂合金,如果克服了550℃以上的氧化污染問題,其使用溫度還可能進一步提高。
③鈦及鈦合金還具有優良的抗蝕性,特別是在海水和海洋大氣環境中抗蝕性極高,這使其在應用於艦艇和水上飛機上時具有很大的競爭優勢;鈦在各種濃度的硝酸、鉻酸中都很穩定,溫度升高,反應也慢。此外純鈦在鹼溶液中和大多數有機酸和化合物中的抗蝕性也很高;而且,鈦的腐蝕性能的突出特直是不發生居部腐蝕和晶間腐蝕,一般為均勻腐蝕。
④鈦的化學活性很高,極易受氫、氧、氮的污染,難以冶煉和加工,使得生產成本較高。
⑤導熱性差(只有鐵的1/5,鋁的1/3),摩擦系數大(0.42),抗磨性也較差,故在切削加工時,容易使工件及刀具溫度升高,造成粘刀,降低刀具壽命,故切削加工性差。
⑥彈性模量低,影響構件的剛度,也使細長構件的使用受到限制,不過在某些情況下,也可利用鈦的σs/E比值大的特點製作彈性元件。
目前鈦合金的主要用途可大致分為三類,即噴氣發動機、航空構架和工量
應用。
鈦合金可分為兩種主要類別:耐蝕合金和結構合金。耐蝕合金通常為單相。相並加有不多的固溶強化添加劑及。穩定元素,如鈀和鋁。這些合金用於化學、能源、造紙及食品加工工業以及生產高耐蝕性管材、熱交換器、閥門外套及容器。除了極優越的耐蝕性外,單相。合金具有良好的焊接性能,易於加工製造,但強度相對較低。而結構合金可分為四種:近α合金、α+β合金、β合金以及鈦鋁金屬間化合物[5]。1954年Ti-6A1-4V被採用,這個合金很快成為迄今為止最重要的鈦合金,因為它有極佳的綜合力學性能及良好的加工能力。在由美國主要鈦生產廠家供應的市場中,耐蝕合金占總產量的25%,Ti-6Al-4V為60%,餘下的15%則為其他結構合金。鈦合金能達到令人滿意的綜合力學性能,因而使它們成為許多航空航天及商業應用的備選材料。但是,由於鈦合金零件價格昂貴,限制了它們的應用范圍。
在美國,鈦合金主要應用於宇航領域;在日本,大部分鈦用於非航空航天方面。目前,全世界約有30多個國家從事鈦合金的研究和開發,其中美、俄兩國研究鈦合金歷史較長,實力最強。表9—2為世界各國鈦的消費結構比較,從消費結構上看,美國、西歐和俄羅斯,鈦材的60%~70%用於航空航天領域,民用工業相對較少, 日本和中國則不同,民用工業領域里鈦消費量約佔85%—90%,航空航天領域約佔10%~15%。

在每種市場中對鈦合金產品的要求是基於特定用途的具體要求,例如,噴氣式發動機的要求主要集中在高溫抗拉強度、蠕變強度和高溫下的穩定性,第二位的性能考慮則是疲勞強度和斷裂韌性。航空構架則是要求高抗拉強度並結合有良好的疲勞強度和斷裂韌性。製造構件的難易也是一個重要的考慮。工業應用則要求在各種介質中有良好的抗蝕性作為一基本考慮,並要求適當的強度、成形能力及相對於其他抗蝕合金有可以競爭的價格。

3. PEEK材質零件在汽車零件件中都有哪些應用

汽車PEEK零件加工,瑞璐塑業為您解答:

汽車上的PEEK零件典型應用有:駐車制動器、分配器齒輪、油泵、質量平衡齒輪等等,具體引用見下圖:

4. 鈦合金加工用什麼切削液好

鈦合金為什麼難加工?
(1)變形系數小:這是鈦合金切削加工的顯著特點,變形系數小於或接近於1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損。
(2)切削溫度高:由於鈦合金的導熱系數很小,切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削區和切削刃附近的較小范圍內,切削溫度很高。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。
(3)單位面積上的切削力大:主切削力比切鋼時約小20%,由於切屑與前刀面的接觸長度極短,單位接觸面積上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同時,由於鈦合金的彈性模量小,加工時在徑向力作用下容易產生彎曲變形,引起振動,加大刀具磨損並影響零件的精度。
(4)冷硬現象嚴重:由於鈦的化學活性大,在高的的切削溫度下,很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。
(5)刀具易磨損:毛坯經過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工後,形成硬而脆的不均勻外皮,極易造成崩刃現象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。另外,在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下,刀具很容易產生粘結磨損。
選擇鈦合金加工切削液的理由?
加工鈦合金的切削液,除了極壓乳化液除冷卻性能好之外,還具備良好的極壓潤滑性,可明顯延長刀具使壽命,提高切削效率,使用水基切削液要注意機床導軌面的保養。中聯邦鈦合金加工切削液是由多種礦物油及活性添加劑、油性劑、防銹劑和專用傳熱添加劑等經科學配方調和而成。
具有潤滑性好,冷卻性好,清洗防銹性能優異等特點,能提高工件光潔度及提升工作效率,抗菌性好,使用壽命長。

5. 數控車加工鈦合金這等難加工的材料,用日本三菱產的VP15TF能否加工的了。有即能提高效率,又能節約成本的

我推薦你使用CBN刀具,
1)對於鈦合金鈦合金具有高的強度?質量比,更好的強度、韌性、延展性.另外,鈦合金還具有較好抗氧化性與耐腐蝕性,並且在高溫下還能保持良好的強度.這些性能優點使得鈦合金在航空航天、汽車、化工和醫療器械等領域得到廣泛應用[1].然而,鈦合金除了上述優點外,其難加工性是生產中較為棘手的難題.鈦合金的難加工性主要體現在以下幾點[2,3]:(1)熱導率低.鈦合金低的熱導率,使得加工過程產生大量的切削熱,且大部分殘留在刀具內,使刀具迅速磨損[4],在極個別的情況下,切削熱甚至會引起火花;(2)加工硬化嚴重.在切削過程中,鈦合金零件表面會產生加工硬化現象,影響抗疲勞強度和零件幾何尺寸精度;(3)彈性模量低.在重載切削加工中,鈦合金的低彈性模量,會導致變形與振動;(4)化學活性高.鈦合金的化學活性很高,在高溫下,鈦具有與刀具材料發生化學反應的趨向,會加速刀具磨損[4],縮短刀具壽命T.鈦合金的難加工性直接影響到它的加工效率.因此,通過選擇合理的刀具材料改善鈦合金的切削加工性能是提高鈦合金加工效率的有效途徑.在鈦合金的切削加工中,切削刀具材料多數選用硬質合金,但是由於壽命較短,使得切削速度常在50m?min以下.由於立方氮化硼(cubicboronnitride,CBN)刀具材料具有高的硬度、耐磨性,很高的熱穩定性,優良的化學穩定性,較好的導熱性及較低的摩擦因數,這些性能特點正是加工鈦合金刀具材料所應該具備的,研究人員和工程技術人員已開始嘗試用CBN刀具來切削鈦合金.Nabhani發現採用PCBN刀具切削鈦合金TA48時具有較低的磨損率,可獲得較好的加工表面質量[5].Z.A.Zoya和R.Krishnamurthy研究了CBN刀具高速切削鈦合金時的切削加工性,證明鈦合金的切削加工性主要受切削熱的影響,刀—屑接觸面及刀—工接觸面摩擦熱的增加會導致刀具磨損加劇,CBN刀具的磨損原因取決於鈦合金與刀具材料的性能、切削介質等[6].E.O.Ezugwu等人研究了不同CBN刀具在不同的冷卻液條件下切削鈦合金TC4時的切削加工性[7].Bhaumik等人用CBN復合刀片切削鈦合金TC4,X射線分析表明刀具月牙窪區域存在鈦元素,粘結層也包含鈦的一些化合物,如硼化鈦、氮化鈦[8].鈦合金TC4是工業上應用最多的一類鈦合金,針對PCBN刀具加工鈦合金TC4的切削加工性,分別在切削力、表面質量、刀具損壞形態和損壞機理以及刀具壽命等方面進行實驗研究和理論分析,為鈦合金加工提供合理的切削參數,
2)對於高溫合金的話,整體CBN刀具是最理想的刀具了,我們現在有很多事客戶都在用效果非常好,
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6. 鈦合金是什麼材質主要應用於那些方面

鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金。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。 編輯本段分類 鈦是同素異構體,熔點為1720℃,在低於882℃時呈密排六方晶格結構,稱為α鈦;在882℃以上呈體心立方品格結構,稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點,添加適當的合金元素,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(itanium alloys)。室溫下,鈦合金有三種基體組織,鈦合金也就分為以下三類:α合金,(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。
α鈦合金
它是α相固溶體組成的單相合金,不論是在一般溫度下還是在較高的實際應用溫度下,均是α相,組織穩定,耐磨性高於純鈦,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。
β鈦合金
它是β相固溶體組成的單相合金,未熱處理即具有較高的強度,淬火、時效後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。
α+β鈦合金
它是雙相合金,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。熱處理後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,其熱穩定性次於α鈦合金。
三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α+β鈦合金;α鈦合金的切削加工性最好,α+p鈦合金次之,β鈦合金最差。α鈦合金代號為TA,β鈦合金代號為TB,α+β鈦合金代號為TC。
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。 用途 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。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。
鈦合金是航空航天工業中使用的一種新的重要結構材料,比重、強度和使用溫度介於鋁和鋼之間,但比強度高並具有優異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國首次在F-84戰斗轟炸機上用作後機身隔熱板、導風罩、機尾罩等非承力構件。60年代開始鈦合金的使用部位從後機身移向中機身、部分地代替結構鋼製造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構件。鈦合金在軍用飛機中的用量迅速增加,達到飛機結構重量的20%~25%。70年代起,民用機開始大量使用鈦合金,如波音747客機用鈦量達3640公斤以上。馬赫數小於 2.5的飛機用鈦主要是為了代替鋼,以減輕結構重量。又如,美國SR-71 高空高速偵察機(飛行馬赫數為3,飛行高度26212米),鈦占飛機結構重量的93%,號稱「全鈦」飛機。當航空發動機的推重比從4~6提高到8~10,壓氣機出口溫度相應地從200~300°C增加到500~600°C時,原來用鋁製造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金,或用鈦合金代替不銹鋼製造高壓壓氣機盤和葉片,以減輕結構重量。70年代,鈦合金在航空發動機中的用量一般占結構總重量的20%~30%,主要用於製造壓氣機部件,如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。航天器主要利用鈦合金的高比強度,耐腐蝕和耐低溫性能來製造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和太空梭 也都使用鈦合金板材焊接件。

7. 我們有一匹鈦合金的零件要加工M2的孔。請問鈦加工要用什麼樣的鑽頭和絲錐好

鑽頭採用含軲的就可以。
絲錐要買還點的比如YAMAWA,或其他進口的,有專門攻太合金的哦。

8. 鈦合金TC4用那種型號的車刀好加工

好加工的

鈦合金的牌號、品種很多,超過100種。工業上可利用的用40-50種,最常用的也就十多種。其中包括各種不同品味工業純鈦和被精選出的鈦合金,如Ti-6AL-4V,Ti-5AL-2.5Sn,Ti-2AL-1.5Mn,Ti-3AL-2.5V,Ti-6AL-2Sn-4Zr-2Mo,Ti-6AL-2Sn-4Zr-6Mo,Ti-8AL-1Mo-1V,Ti-13V-11Cr-3AL,Ti-15V—3Cr-3AL-Sn和Ti-10V-2Fe-3AL以及Ti-0.20Pd、Ti-0.3Mo-0.8Ni等。然而對大多數國家來說,前兩個重要合金(Ti-6Al-4V;Ti-5Al-2.5Sn)是為最典型的,也是世界各國公認的。

一、按組織分類

鈦合金一般是按其組織來命名的,即α鈦合金(含近α鈦合金)、β鈦合金及(α+β)鈦合金。中國國家標准中分別用TA、TB、TC作為字頭表示鈦合金的類型,然後跟著一個數字代表合金序號,如TA代表α型鈦合金,TA7鈦合金為Ti5Al-2.5Sn合金;TB代表β鈦合金,TB2為Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al合金;TC代表α+β型合金,如TC4鈦合金為Ti-6Al-4V合金。

α鈦合金,主要含有α穩定元素,在室溫穩定狀態下,基本為α相的鈦合金,如工業純鈦(TA0、TA1、TA2、TA3)和TA7(Ti-5Al-5Sn)。α鈦合金主要應用於化工、石化和加工工業,在這些工業中首要考慮的是合金的耐腐蝕性能和可加工變形能力,工業純鈦(TA0-TA3四種),TA9鈦合金含鈀合金(TA9鈦鈀合金)和含少量的鉬和鎳合金(TA10鈦鉬鎳合金)為首選。

近α鈦合金,這類鈦合金中加入少量β穩定元素,在室溫穩定狀態下,退火組織中包含少量β相或金屬間化合物,一般不超過10%,如TA11(Ti-8Al-1Mo-1V),這是美國開發的鈦合金,用於高溫狀態下使用,但鋁含量高會導致熱鹽效應力腐蝕問題;TA15(Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr)是俄羅斯開發的BT20合金。TA11鈦合金與TA15鈦合金為相類似合金,後者降低了鋁含量增加了鋯,這樣就保持耐熱性並改善了熱鹽效應力腐蝕。α+化合物合金TA13(Ti-2.5CU)是英國開發的IMI230合金。

α+β鈦合金,含有較多的β穩定元素,在室溫穩定狀態下,由α及β相所組成的鈦合金。β含量一般為10%-50%。α+β鈦合金有中等強度,並可熱處理強化,但焊接性能較差。根據鉬當量不同,此類合金又可分成馬氏體型和過渡型。其中典型合金Ti-6Al-4V,該合金是美國水城兵工廠與1954年研製成的,廣泛用於宇航工業,該合金產品占鈦合金產量的55%-65%,可用於生產各種大規格航空鍛件和零件,Ti-6Al-4V合金由於他具有優良的綜合性能,研究的最為深入,使用的時間最長,應用的領域最廣泛,所以該合金誕生半個世紀以來一直保持旺盛的生命力。中國牌號為TC4,美國鈦金屬公司所屬Timet分部牌號為Ti-6Al-4V,美國活性金屬公司為RMI6Al4V,英國鈦金屬公司為IMI318,俄羅斯為BT6,日本住友為ST-Al40,法國為TA6V,德國為LT31.

二、按強度分類

鈦合金添加元素,利用鉬當量[Mo1]ep和鋁當量[Al]ep來表達:α與近α鈦合金[Mo1]ep為12-13,[Al]ep為5-8;α+β鈦合金[Mo1]ep為5-12,[Al]ep為6-30;β鈦合金(亞穩合金)[Mo1]ep為12-25,[Al]ep為5-8。更適合設計者需要是按強度分類,可分為低強度、普通強度、中等強度、高強度、最高強度分類。

三、按用途分類

1、工業純鈦

工業純鈦是鈦含量不低於99%,並含有少量鐵、氧、碳、氮、氫等雜質的緻密金屬鈦。雜質對純鈦的力學性能影響最明顯的是氧、氮和鐵,尤其是氧。氫與鈦的反應是可逆的,氫對鈦的性能影響主要表現為「氫脆」,通常規定氫含量不得超過0.03%-0.05%氫。工業純鈦在常溫雖是密排六方晶格(α),但其軸比小(c/a=1.587),有較好的可加工性。純鈦的成型性能和焊接性能好,對熱處理不敏感。

工業純鈦作為外科植入物金屬材料已經列入ISO5832-2-1999國際標准,滿足長期植入物的材料應有下列基本要求:抗腐蝕、生物相容、優越的抗拉強度、耐疲勞和有良好的韌性、彈性磨具、抗磨損以及令人滿意的價格。

2、耐腐蝕鈦合金

耐腐蝕鈦合金適合於在強腐蝕性介質中應用,主要為低強合金。在非宇航領域中主要是利用耐腐蝕性能好這一優點。耐蝕鈦合金提高了工業純鈦在還原性介質中(如鹽酸、硫酸、磷酸、草酸和甲酸)的耐腐蝕能力,目前成熟的鈦鉬、鈦鈀、鈦鉬鎳、鈦鎳、鈦鉭等合金。

鈦鉬合金是研究最早(1952年)的,他在還原性的鹽酸中具有優異的耐腐蝕性,Ti-30Mo合金在沸騰的5%碳酸、沸騰的5%硫酸、沸騰10%磷酸、沸騰的10%醋酸和沸騰50%甲酸中,一般最大的腐蝕率為0.0254-0.0508mm/a.而純鈦在93.3℃的10%硫酸溶液中腐蝕率達到38.1-50.8mm/a;Ti-30Mo合金在氧化性介質中耐腐蝕性較差。由於加入高密度的鉬鉿合金的熔煉、加工和焊接帶來一定的空難。由鈦鉬合金又派生除出了鈦鉬鈮、鈦鉬鋯、鈦鉬鈀等耐腐蝕鈦合金。

TA9鈦鈀合金在氧化性介質中具有優良的耐腐蝕性。對還原性介質也有一定的耐腐蝕能力,尤其能改善其在高氯離子濃度介質中的抗縫隙腐蝕能力。TA9鈦合金含0.2%鈀,TA9鈦鈀合金在5%沸騰硫酸中,可以使腐蝕率從48.26mm/a(工業純鈦)降低到0.508mm/a,耐腐蝕能力提高約95倍。該合金具有良好的加工、成型和焊接性能,但含有貴金屬鈀,成本高。

β鈦合金,這類鈦合金中含有足夠多的β穩定元素,在適當冷卻速度下室溫組織全部為β相,通常又可分為可熱處理β鈦合金(亞穩定β鈦合金)和穩定β鈦合金。可熱處理β鈦合金,在淬火狀況下有非常好的工藝塑性,可以進行板材冷成型,並能通過時效處理獲得高達1300-1400MPa的室溫抗拉強度。

TA10鈦鉬鎳合金名義成分為Ti-0.3Mo-0.8Ni,是20實際70年代中期美國研究開發的Ti-12合金,是一種抗縫隙腐蝕的鈦合金,該合金在300℃的抗拉強度比純鈦高一倍,抗還原性介質的腐蝕能力明顯提高,在150-200℃的氯化物中不發生縫隙腐蝕。

鈦鎳合金(Ti-2Ni)在高溫脫鹽裝置中的使用溫度可達到200℃左右。

鈦鉭合金(Ti-5Ta)是俄羅斯以4204合金牌號、日本神戶制鋼以KS50Ta牌號生產的抗硝酸腐蝕的α型鈦合金。該合金具有良好的工藝性能和焊接性能,在100-200℃流動的硝酸中腐蝕率低於0.1mm/a。已在硝酸回收裝置和核燃料後處理工序得到了應用。

3、結構鈦合金

按強度分類的低強度鈦合金主要用於耐蝕環境,其他鈦合金用於結構件,稱結構鈦合金。普通強度鈦合金(約500MPa),主要包括工業純鈦、Ti-2Al-1.5Mn(TC1)、和Ti-3Al-2.5V(TA18),獲得了廣泛的應用。由於加工成型性能和可焊接性能好,合金用於製作各種航空板材零件和液壓管等,以及自行車民用產品。中等強度鈦合金(約900MPa)的典型合金是Ti-6Al-4V(TC4),廣泛用於宇航鈦合金工業。板材高強度鈦合金是室溫抗拉強度在1100MPa以上,由近β鈦合金和亞穩定β鈦合金組成,主要用來代替飛機結構中常用的高強度結構鋼,其典型合金有了Ti-13V-11Cr-3Al、Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn和Ti-10V-2Fe-3Al合金等。

4、耐熱鈦合金

耐熱鈦合金是適合於在較高溫度下長期工作的鈦合金。它在整個工作溫度范圍內具有較高的瞬時個持久強度。室溫下有較好的塑性、較好的蠕變抗力和良好的熱穩定性。在室溫與高溫下均有好的抗疲勞性能。主要用來製造壓壓氣機中的盤、葉片、進氣機匣以及飛機構件。已得到應用的耐熱鈦合金固溶強化α+β型和近α型鈦合金。能在500℃以下長期工作的α+β型耐熱鈦合金,他們都含有較多的α穩定元素,鋁當量都在6以上。加入適當的β穩定元素,使合金在高溫下不僅顯示高的瞬時強度,而且具有足夠的塑性,典型的合金有TC4(Ti-6Al-4V),TC6(Ti-6Al-2.5Mo-2Cr-0.5Fe-0.3Si)和TC11(Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)。在500℃以下長期工作的α型耐熱鈦合金,它們都含有少量α穩定元素。鋁當量幾乎都在7以上,在平衡狀態下合金有更多的α相,因此這些合金在500℃以上具有更高的蠕變抗力和更好的抗疲勞性和斷裂韌度。由於近α型合金具有這些優良的綜合性能,而使其成為耐熱合金的主要體系。典型的合金有Ti-8Al-1Mo-1V(美國Ti-811)、Ti6Al-2Zr-1Mo-1V(俄羅斯BT20)、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo(美國Ti-6242)和Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si(英國IMI-829)。

5、低溫鈦合金

低溫鈦合金是適合於低溫下使用的α和α+β鈦合金。該類合金隨溫度的降低而增加、韌性隨溫度的降低而很少下降,可作低溫結構件。低溫鈦合金發展趨勢是將氧含量由0.2%(普通級)降至0.12%,形成極低間隙級鈦合金(ELI)。能在超低溫(<77K)下使用。典型的合金有Ti-5Al-2.5Sn(ELI)。美國上世紀60年代初研製的Ti-5Al-2.5Sn(ELI為美軍標的MIL-9047),中國上世紀70年代末仿製成功該合金,稱TA7鈦合金,Ti-5Al-2.5Sn(ELI)合金特別適用於在-255℃的低溫下工作的液體燃料儲存容器。

9. 鈦金屬生活中的應用

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。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。鈦合金是航空航天工業中使用的一種新的重要結構材料,比重、強度和使用溫度介於鋁和鋼之間,但比強度高並具有優異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國首次在F-84戰斗轟炸機上用作後機身隔熱板、導風罩、機尾罩等非承力構件。60年代開始鈦合金的使用部位從後機身移向中機身、部分地代替結構鋼製造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構件。鈦合金在軍用飛機中的用量迅速增加,達到飛機結構重量的20%~25%。70年代起,民用機開始大量使用鈦合金,如波音747客機用鈦量達3640公斤以上。馬赫數小於2.5的飛機用鈦主要是為了代替鋼,以減輕結構重量。又如,美國SR-71高空高速偵察機(飛行馬赫數為3,飛行高度26212米),鈦占飛機結構重量的93%,號稱「全鈦」飛機。當航空發動機的推重比從4~6提高到8~10,壓氣機出口溫度相應地從200~300°C增加到500~600°C時,原來用鋁製造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金,或用鈦合金代替不銹鋼製造高壓壓氣機盤和葉片,以減輕結構重量。70年代,鈦合金在航空發動機中的用量一般占結構總重量的20%~30%,主要用於製造壓氣機部件,如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。航天器主要利用鈦合金的高比強度,耐腐蝕和耐低溫性能來製造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和太空梭也都使用鈦合金板材焊接件。參考網路而且金屬鈦可以用於製造人造骨骼,質輕且相容性高,已經應用於臨床醫學,前景十分HAPPY~

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