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钛合金简介： |
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钛合金的性能：钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最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172矽钛合金耐磨地坪5℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，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。
(1)热强度高 钛是20世纪50年代发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 而被广泛用于各个领域。钛无毒、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，而成为工业中的王牌合金。 钛合金特性：密度小（4.5kg/m3）、熔点高（1660℃）、耐腐蚀性强、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,钛合金应用举例: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广泛的应用,制造燃气轮机部件。 |
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钛合金主要参数 |
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钛在石油、化工等部门的应用 使用部门用途 石油化工 反应器、压力容器、热交换器、分离器配管、蒸馏塔顶凝缩器内衬等。 化学工业 蒸馏塔、反应器、压力容器、热交换器、过滤器、测量仪器、汽轮机叶片、泵、阀、管道、氯碱生产电极、合成塔内衬、其它耐酸设备内衬 造纸工业 搅拌器、漂白塔、加热锅、反应塔配管。 纺织工业 连续漂白机、蒸馏塔、反应槽、冷凝器、热交换管、离心分离机、喷丝头、阀、泵。 冶金工业 炼钢吸气剂、合金添加剂、超导合金材料、电解高纯金属（如钠、镍、钴）的阴极板和电镀槽等。 海水淡化和发电厂热交换器、冷凝器、供水加热器、管道、其它接触海水的设备。 舰艇工业舰艇外壳、甲板、阀、翼、快艇推进器、传动轴、蒸汽机、深潜艇压力舱、开发海洋设备。 其它超高真空钛泵、医疗和矫形器械、人工关节、制药和食品工业设备。 钛合金热处理 |
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常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性，以获得较好的综合性能。通常α合金和（α＋β）合金退火温度选在（α＋β）─→β相转变点以下120～200℃；固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解，得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点，达到使合金强化的目的。通常(α＋β)合金的淬火在(α＋β)─→β相转变点以下40～100℃进行，亚稳定β合金淬火在(α＋β)─→β相转变点以上40～80℃进行。时效处理温度一般为450～550℃。 总结，钛合金的热处理工艺可以归纳为： （1）消除应力退火：目的是为消除或减少加工过程中产生的残余应力。防止在一些腐蚀环境中的化学侵蚀和减少变形。 （2）完全退火：目的是为了获得好的韧性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。 （3）固溶处理和时效：目的是为了提高其强度，α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理，在生产中只进行退火。α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处理和时效使合金进一步强化。 此外，为了满足工件的特殊要求，工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。 极好的弹性，广泛应用于航空航天、电子电器、仪器仪表、大型电站、通信、计算机、汽车、矿山、石油、机械零件、电子元件、开关、电子元器件、电子材料、设备材料、通用零部件、波纹管、振动膜片、过热联接件和插口、套筒等。该合金在固溶处理后塑性良好，易于辗压及加工成型各种形状复杂的零件；在经时效处理后，可获得比一般镍钛合金、镍铍钛合金、15333钛合金、铍铜、3J1、3J58以及其它金属合金等精密合金更高的力学、弹性等综合性能；同时还具有良好的导电性、焊接性、抗腐蚀性、耐疲劳性；在高达370℃高温下亦具有铍铜所达不到的高弹性和高导电性，适用于制造在370℃以下工作的膜片、高温弹簧和导电弹簧。 |
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钛合金与其他金属材料相比,有下列优点 |
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① 比强度(抗拉强度/密度)高,抗拉强度可达100～140kgf/mm2，而密度仅为钢的60%。 ② 中温强度好,使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作。 ③ 耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜，有抵抗多种介质侵蚀的能力。通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性，在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异。但在还原性介质，如盐酸等溶液中，钛的耐蚀性能较差。 ④ 低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。 ⑤ 弹性模量低，热导率小，无铁磁性 |
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