鈦合金的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 3620.1—94 鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分
GB/T 3624—95鈦及鈦合金管標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 3625—95 換熱器及冷凝器用鈦及鈦合金管
TA1、TA2、TA3均為工業(yè)純鈦，它們具有較高的力學(xué)性能、優(yōu)良的沖壓性能，并可進(jìn)行各種形式的焊接，焊接接頭強(qiáng)度可達(dá)基體金屬強(qiáng)度的90%，且切削加工性能良好。鈦管對(duì)氯化物、硫化物和氨具有較高的耐蝕性能。鈦在海水中的耐蝕性比鋁合金、不銹鋼、鎳基合金還高。鈦耐水沖擊性能也較強(qiáng).
用于制造凝汽器管子，可在受污染的海水、懸浮物含量高的水中，及在較高的流速下使用。
鈦合金分類
1、按組織分
鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小,機(jī)械性能好,韌性和抗蝕性能很好.另外:鈦合金的工藝性能差,切削加工困難.在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì).還有抗磨性差,生產(chǎn)工藝復(fù)雜.
2、按混合元素分
以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸,鈦合金牌號(hào)近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al- 2.5Sn(TA7)和工業(yè)純鈦(TA1、TA2和TA3)。
3、按用途分
鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強(qiáng)合金、耐蝕合金(鈦-鉬，鈦-鈀合金等)、低溫合金以及特殊功能合金(鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金)等。典型合金的成分和性能見表。
鈦合金管的用途
鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。
中國于1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn)并研制成TB2合金。
鈦合金的優(yōu)點(diǎn)
鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優(yōu)點(diǎn):
①比強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度/密度)高(見圖),抗拉強(qiáng)度可達(dá)100～140kgf/mm2，而密度僅為鋼的60%。
②中溫強(qiáng)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(qiáng)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(zhì)侵蝕的能力。通常鈦在氧化性和中性介質(zhì)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(yōu)異。但在還原性介質(zhì)，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(dǎo)率小，無鐵磁性。
⑥硬度高。
⑦沖壓性差,熱塑性良好。
熱處理 鈦合金通過調(diào)整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認(rèn)為細(xì)小等軸組織具有較好的塑性、熱穩(wěn)定性和疲勞強(qiáng)度；針狀組織具有較高的持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。
常用的熱處理方法有退火、固溶和時(shí)效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)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(zhuǎn)變點(diǎn)以下120～200℃；固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下40～100℃進(jìn)行，亞穩(wěn)定β 合金淬火在(α+β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上40～80℃進(jìn)行。時(shí)效處理溫度一般為450～550℃。此外,為了滿足工件的特殊要求，工業(yè)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。
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