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鈦合金簡介： |
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鈦合金的性能：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/cm3，熔點為172矽鈦合金耐磨地坪5℃，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％，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。 (1)熱強度高 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 而被廣泛用于各個領域。鈦無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性，是非常理想的金屬材料，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，而成為工業中的王牌合金。 鈦合金特性：密度小（4.5kg/m3）、熔點高（1660℃）、耐腐蝕性強、比強度高、塑性好，還可以通過合 金化及熱處理的辦法制造出力學性能高的各種合金,是較為理想的航天工程結構材料,鈦合金應用舉例:工業上除采用工業純鈦制造零件以外，大量使用的是鈦合金。它在航空、航天、化工、造船等工業部門獲得日益廣泛的應用,制造燃氣輪機部件。 |
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鈦合金主要參數 |
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鈦在石油、化工等部門的應用 使用部門用途 石油化工 反應器、壓力容器、熱交換器、分離器配管、蒸餾塔頂凝縮器內襯等。 化學工業 蒸餾塔、反應器、壓力容器、熱交換器、過濾器、測量儀器、汽輪機葉片、泵、閥、管道、氯堿生產電極、合成塔內襯、其它耐酸設備內襯 造紙工業 攪拌器、漂白塔、加熱鍋、反應塔配管。 紡織工業 連續漂白機、蒸餾塔、反應槽、冷凝器、熱交換管、離心分離機、噴絲頭、閥、泵。 冶金工業 煉鋼吸氣劑、合金添加劑、超導合金材料、電解高純金屬（如鈉、鎳、鈷）的陰極板和電鍍槽等。 海水淡化和發電廠熱交換器、冷凝器、供水加熱器、管道、其它接觸海水的設備。 艦艇工業艦艇外殼、甲板、閥、翼、快艇推進器、傳動軸、蒸汽機、深潛艇壓力艙、開發海洋設備。 其它超高真空鈦泵、醫療和矯形器械、人工關節、制藥和食品工業設備。 鈦合金熱處理 |
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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,然后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℃。 總結，鈦合金的熱處理工藝可以歸納為： （1）消除應力退火：目的是為消除或減少加工過程中產生的殘余應力。防止在一些腐蝕環境中的化學侵蝕和減少變形。 （2）完全退火：目的是為了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩定性。 （3）固溶處理和時效：目的是為了提高其強度，α鈦合金和穩定的β鈦合金不能進行強化熱處理，在生產中只進行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。 此外，為了滿足工件的特殊要求，工業上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。 極好的彈性，廣泛應用于航空航天、電子電器、儀器儀表、大型電站、通信、計算機、汽車、礦山、石油、機械零件、電子元件、開關、電子元器件、電子材料、設備材料、通用零部件、波紋管、振動膜片、過熱聯接件和插口、套筒等。該合金在固溶處理后塑性良好，易于輾壓及加工成型各種形狀復雜的零件；在經時效處理后，可獲得比一般鎳鈦合金、鎳鈹鈦合金、15333鈦合金、鈹銅、3J1、3J58以及其它金屬合金等精密合金更高的力學、彈性等綜合性能；同時還具有良好的導電性、焊接性、抗腐蝕性、耐疲勞性；在高達370℃高溫下亦具有鈹銅所達不到的高彈性和高導電性，適用于制造在370℃以下工作的膜片、高溫彈簧和導電彈簧。 |
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鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優點 |
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① 比強度(抗拉強度/密度)高,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百度，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致密的氧化膜，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 |
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