钛是20世纪50年***展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被用于各个领域。钛、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,是非常理想的金属材料,它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为工业中的牌合金。凯菱模具钢优越的特性:密度小(4.5kg/m3)、熔点高(1660℃)、耐蚀性强、比强度高、塑性好,还可以通过合金化及热处理的办法制造出力学性能高的各种合金,是较为理想的航天工程结构材料。应用举例:工业上除采用工业纯钛制造零件以外,大量使用的是钛合金。它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益很广的应用,制造燃气轮机部件。
钛是一种新金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.ρ=4.5g/cm3,熔点为172K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
牌号 | 名义 化学成分 | 化学成分含量,% | |||||||||||||||
主要成分 | 杂质,不大于 | ||||||||||||||||
Ti | Al | Mo | V | Mn | Zr | pd | N | Fe | Cr | C | H | O | 其他元素 | ||||
单一 | 总和 | ||||||||||||||||
TC22 | Ti-6Al-4V-0.05Pd | 余 | 5.5~6.75 | 3.5~4.5 | 0.04~0.08 | 0.05 | 0.4 | 0.08 | 0.015 | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
【钛合金的分类】
钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同***的钛合金(titanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体***,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、钛合金制品TC、TB表示。
α钛合金 它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,***稳定,耐抗磨性高于纯钛,***化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。
β钛合金 它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进钛合金制***一步强化,室温强度可达1372~1666 MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。
α+β钛合金 它是双相合金,具有良好的综合性能,***稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强钛合金制***化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~1百%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。
三种钛合金中常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性好,α+β钛合金次之,β钛合金差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能
国内标:TA0, TA1, TA2, TA3, T***, T*** ELI,TC21
商业标准:CP-1, CP-2, CP-3, CP-4, Ti-6Al-4V, Ti-6-4, 6-4, Ti-6Al-4V ELI, Ti-6-4 ELI, 6-4ELI
美标:Grade1, Grade2, Grade3, Grade4, Grade5, Grade23, GR.1, GR.2, GR.3, GR.4, GR.5, GR.23, UNS R50250, UNS R50400, UNS R50550, UNS R50700, UNS R56400, UNS R56401, AMS-T-9046 AB-1, AMS-T-9046 AB-2 (ELI)
德标:DIN 3.7024, DIN 3.7034, DIN 3.7054, DIN 3.7064, DIN 3.7164, DIN 3.7025, DIN 3.7035, DIN 3.7055, DIN 3.7065, DIN 3.7165, Ti1, Ti2, Ti3, Ti4, TiAl6V4
日标:TP270, TP340, TP450, TP550, TAP6400, Class 1, Class 2, Class 3, Class 4, Class 60
俄标:BT1-00, BT1-0, BT6, BT6C