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以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要,使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸,
特點(diǎn)鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優(yōu)點(diǎn):①比強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度/密度)高(見圖),抗拉強(qiáng)度可達(dá)100~140kgf/mm2,而密度僅為鋼的60%。②中溫強(qiáng)度好,使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)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致密的氧化膜,有抵抗多種介質(zhì)侵蝕的能力。通常鈦在氧化性和中性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,在海水、濕和氯化物溶液中的耐蝕性能更為優(yōu)異。但在還原性介質(zhì),如等溶液中,鈦的耐蝕性能較差。(α β)合金應(yīng)用廣泛,其中Ti-6Al-4V合金的產(chǎn)量在全部鈦材中占一半以上。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(dǎo)率小,無鐵磁性。
鈦合金鋼管主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件,其次為火箭、和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用,用于制作電解工業(yè)的電極,發(fā)電站的冷凝器,煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。1950年美國在F-84戰(zhàn)斗機(jī)上用作后機(jī)身隔熱板、導(dǎo)風(fēng)罩、機(jī)尾罩等非承力構(gòu)件。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。
tc4石油化工鈦合金管
生物工程鈦合金是生物工程金屬材料中耐蝕性好、密度較低的一種,有致密態(tài)和多孔態(tài)兩種,其中Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2。5Fe、Ti-Ni使用較普遍,大部分用作鈦骨、接骨板、矯形棒、矯形絲、種植牙根、血液過濾器、等。
鈦系儲氫合金中比較成熟的是鈦鐵錳。鈦鐵錳儲氫合金可在室溫下活化、吸氫和放氫。鈦鐵錳合金的原料來源豐富,成本低,制成的氫燃料儲存器已在汽車等方面試用。
鈦合金中有很多元素,它們對鈦的物理性能都有影響,其中碳是鈦及鈦合金中常見的雜質(zhì),當(dāng)碳含量為0.13%以下時(shí),碳因深在α鈦中,焊縫強(qiáng)度極限有些提高,塑性有些下降,但不及氧氮的作用強(qiáng)烈。但是當(dāng)進(jìn)一步提高焊縫含碳量時(shí),焊縫卻出現(xiàn)網(wǎng)狀TiC其數(shù)量隨碳含量而增多,使焊縫塑性急劇下降,焊接應(yīng)力作用下易出現(xiàn)裂紋。鈦板焊縫缺陷是由于鈦板焊接時(shí),因弧焊槍形成的氣氣體維護(hù)層只能維護(hù)好焊接熔池不受空氣的有害作用,而對已凝固而處于高溫狀態(tài)附近的焊縫及其附近區(qū)域則無保護(hù)作用,而處于這種狀態(tài)的鈦板焊縫及其附近的區(qū)域仍有很強(qiáng)的吸收空氣中的氮及氧的能力。
1.氧的影響。焊縫的硬度和抗拉強(qiáng)度明顯增加,焊縫含氧量基本上是隨氣中含氧量增加而直線上升的隨焊縫含氧量上升。而塑性卻顯著降低。為了保證焊接接頭的性能,焊接過程中應(yīng)嚴(yán)防焊縫及焊接熱影響區(qū)發(fā)氧化。