钛合金的概况 |
钛是20世纪50时代开展起来的一种重要的布局金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高级特色而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金资料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实践运用。 第一个有用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,因为它的耐热性、强度、塑性、耐性、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主力合金,该合金运用量已占悉数钛合金的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时代,首要是开展航空发动机用的高温钛合金和机体用的布局钛合金,70时代开宣布一批耐蚀钛合金,80时代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步开展。耐热钛合金的运用温度已从50时代的400℃进步到90时代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的呈现,使钛在发动机的运用部位正由发动机的冷端(电扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推动。布局钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向开展。 别的,20世纪70时代以来,还呈现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状回忆合金,并在工程上取得日益广泛的运用。 当前,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-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
钛合金是以钛为根底参加其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方布局α钛,882℃以上为体心立方的β钛。 合金元素依据它们对相变温度的影响可分为三类: ①安稳α相、进步相转变温度的元素为α安稳元素,有铝、碳、氧和氮等。其间铝是钛合金首要合金元素,它对进步合金的常温文高温强度、降低比重、添加弹性模量有显着作用。 ②安稳β相、降低相变温度的元素为β安稳元素,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、碳和氢是钛合金的首要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有明显强化作用,但却使塑性降低。一般规则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发生氢化物,使合金变脆。一般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,可以用真空退火除掉。 |
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