理论教育 钛及钛合金的应用及制备方法

钛及钛合金的应用及制备方法

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:钛合金按其退火后的组织形态进行分类,可分为α型钛合金、β型钛合金和(α+β)型钛合金。钛合金的牌号用“T+合金类别代号+顺序号”表示。例如,TA5表示5号α型钛合金;TB3表示3号β型钛合金;TC4表示4号(α+β)型钛合金。β型钛合金一般用于制造使用温度在350℃以下的结构零件和紧固件,如压气机叶片、轴、轮盘及航空航天结构件等。钛合金中(α+β)型钛合金可以适应各种不同的用途,是应用最广的钛合金。

钛及钛合金的应用及制备方法

钛合金是金属中的佼佼者,除了具有密度小、强度高、比强度高、耐高温、耐腐蚀和良好的冷热加工性能等优点外,还具有特殊的记忆功能。钛及钛合金广泛应用于航空、航天、化工造船机电产品医疗卫生、国防、新能源开发等领域,用于制造要求塑性高、有适当的强度、耐腐蚀和可焊接的零件。另外,利用钛及其钛合金的记忆功能还可制造牙齿矫形弓丝、人工关节、智能开关、管道连接接头等构件。

1.加工钛(纯钛)的性能及用途

加工钛呈银白色,密度为4.51g/cm3,熔点为1 668℃,热膨胀系数小,塑性好,强度低,容易加工成形。钛与氧和氮的亲和力较强,非常容易与氧和氮结合形成一层致密的氧化物和氮化物薄膜,其稳定性高于铝及不锈钢的氧化膜,故在许多介质中钛的耐腐蚀性比大多数不锈钢更好,尤其是抗海水的腐蚀能力非常突出。

加工钛的牌号用“TA+顺序号”表示,如TA2表示2号工业纯钛。工业纯钛的牌号有TA1、TA2、TA3、TA4四个牌号,顺序号越大,杂质含量越多。加工钛主要用于制造飞机骨架、蒙皮、发动机部件等;在化工部门主要用于制造热交换器、泵体、搅拌器、蒸馏塔、叶轮、阀门等;在海水净化装置及舰船方面用于制造相关耐腐蚀零部件,如阀门、管道等;另外,加工钛还可用于制造压缩机气阀、柴油机活塞等。

2.钛合金

为了提高加工钛的强度和耐热性等,可加入铝、锆、钼、钒、锰、铬、铁等合金元素,形成不同类型的钛合金。钛合金按其退火后的组织形态进行分类,可分为α型钛合金、β型钛合金和(α+β)型钛合金。(www.daowen.com)

钛合金的牌号用“T+合金类别代号+顺序号”表示。“T”是“钛”字汉语拼音的首字母,合金类别代号分别用A、B、C表示α型钛合金、β型钛合金、(α+β)型钛合金。例如,TA5表示5号α型钛合金;TB3表示3号β型钛合金;TC4表示4号(α+β)型钛合金。

常用的α型钛合金有TA5、TA6、TA7、TA9、TA10等。α型钛合金一般用于制造使用温度不超过500℃的零件,如飞机蒙皮、骨架零件,航空发动机压气机叶片和管道,导弹燃料缸,超音速飞机的涡轮机匣,火箭飞船的高压低温容器等。

常用的β型钛合金有TB2、TB3、TB4、TB5等。β型钛合金一般用于制造使用温度在350℃以下的结构零件和紧固件,如压气机叶片、轴、轮盘及航空航天结构件等。

常用的(α+β)型钛合金有TC1、TC2、TC3、TC4、TC9、TC10、TC11、TC12等。(α+β)型钛合金一般用于制造使用温度在500℃以下和低温下工作的结构零件,如各种容器、泵、低温部件、舰艇耐压壳体、坦克履带、飞机发动机结构件和叶片,火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件等。钛合金中(α+β)型钛合金可以适应各种不同的用途,是应用最广的钛合金。

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