型钛合金
钛材料的分类
钛材料的分类
钛是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀等优异性能的金属材料,广泛用于航空、航天、医疗、化工等领域。钛材料可以根据其组成、制备工艺和用途的不同,分为不同的分类,主要包括:
1.纯钛(Pure Titanium):
纯钛是最基本的钛合金,主要由钛元素组成,具有良好的耐腐蚀性、强度和轻质的特点。纯钛主要用于一些对腐蚀性要求极高的环境,如医疗器械、海洋工程等。
2.α-β型钛合金(Alpha-Beta Titanium Alloy):
这类合金是由α相和β相两种钛的晶体结构组成,具有较高的强度和良好的塑性。常见的α-β型钛合金包括Ti-6Al-4V(钛-6%铝-4%钒)等,广泛应用于航空、航天、汽车和医疗等领域。
3.α型钛合金(Alpha Titanium Alloy):
该类合金主要由α相的钛组成,具有良好的耐高温性能,适用于高温环境下的应用。其中Ti-5Al-2.5Sn(钛-5%铝-2.5%锡)是一种常见的α型钛合金。
4.β型钛合金(Beta Titanium Alloy):
β型钛合金主要由β相的钛组成,具有低密度、高强度和优异的热加工性能。其中Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo(钛-3%铝-8%钒-6%铬-4%锆-4%钼)是一种典型的β型钛合金。
5.高温钛合金(High-Temperature Titanium Alloy):
高温钛合金具有优异的高温强度和抗氧化性能,适用于航空发动机、航天器件等高温环境。常见的高温钛合金包括Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo(钛-6%铝-2%锡-4%锆-2%钼)等。
钛合金
科技名词定义
中文名称:
钛合金
英文名称:
titanium alloy
定义:
以钛为基加入适量其他合金元素组成的合金。耐海水腐蚀性优异。
所属学科:
航空科技(一级学科);航空材料(二级学科)
本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
百科名片
钛合金广泛应用于飞机制造
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件
目录
发展史
合金化
分类
α钛合金
β钛合金
α+β钛合金
性能
强度高
热强度高
抗蚀性好
低温性能好
化学活性大
导热系数小、弹性模量小
用途
切削
切削特点
刀具材料
注意事项
新进展
高温钛合金
钛铝化合物为基的钛合金
高强高韧β型钛合金
阻燃钛合金
医用钛合金
发展史
合金化
分类
α钛合金
β钛合金
α+β钛合金
性能
强度高
热强度高
抗蚀性好
低温性能好
化学活性大
导热系数小、弹性模量小
用途
热处理
切削
切削特点
刀具材料
注意事项
新进展
高温钛合金
钛铝化合物为基的钛合金
高强高韧β型钛合金
阻燃钛合金
医用钛合金
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编辑本段发展史
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。
钛合金固溶强化元素
钛合金固溶强化元素
- 氧:作为α相的稳定元素,是一种重要的间隙固溶强化元素。它具有很高的固溶性,在金属表面附近形成一定厚度的富氧硬化层。对于一些耐磨性要求高、塑性韧性要求低的零件,可以保留富氧层,以增加零件的耐磨性。
- 铝:是TA15钛合金的主要强化机制,通过α稳定元素Al的固溶强化,加入中性元素Zr和β稳定元素Mo、V以改善工艺性能。该合金的Al当量为6.58%,Mo当量为2.46%,属于高Al当量的近α型钛合金。因此,它既具有α型钛合金良好的热强性和可焊接性,又具有(α+β)型钛合金的工艺塑性。
不同的钛合金会使用不同的固溶强化元素,这些元素的选择和使用比例会影响钛合金的力学性能和耐腐蚀性能等方面。
钛合金锻造温度
钛合金锻造温度
钛合金锻造温度
概述
钛合金是一种重要的结构材料,具有高强度、高韧性、耐腐蚀等优良性能,在航空航天、汽车、医疗等领域得到广泛应用。其中,钛合金的锻造工艺是一种重要的加工方法,可以使其性能得到进一步提升。而钛合金锻造温度作为影响锻造质量和性能的关键因素之一,对于保证产品质量和提高生产效率至关重要。
影响因素
1. 材料成分
不同成分的钛合金在锻造时需要不同的温度。一般来说,α+β型钛合金(如Ti-6Al-4V)需要较高的锻造温度,而β型钛合金(如Ti-10V-2Fe-3Al)则需要较低的锻造温度。
2. 热变形行为
热变形行为是指材料在高温下发生塑性变形时所表现出来的特征。不同类型的钛合金具有不同的热变形行为,因此需要根据其特点来确定最佳锻造温度。
3. 锻造工艺
不同类型的锻造工艺对钛合金的温度要求也不同。例如,等温锻造需要保持一定的温度范围,而非等温锻造则可以在较宽的温度范围内进行。
最佳温度范围
一般来说,钛合金的锻造温度范围为800℃-1000℃。其中,α+β型钛合金的最佳锻造温度为950℃-1050℃,β型钛合金的最佳锻造温度为800℃-900℃。在确定具体的锻造温度时,还需要考虑材料厚度、形状、变形量等因素。
影响因素
1. 材料成分
不同成分的钛合金在锻造时需要不同的温度。一般来说,α+β型钛合金(如Ti-6Al-4V)需要较高的锻造温度,而β型钛合金(如Ti-10V-
2Fe-3Al)则需要较低的锻造温度。
2. 热变形行为
热变形行为是指材料在高温下发生塑性变形时所表现出来的特征。不同类型的钛合金具有不同的热变形行为,因此需要根据其特点来确定最佳锻造温度。
钛合金介绍
钛合金二 元相图
(c)此类合金元素α- Ti和β-Ti都形成有 限固溶体,β相区会 发生共析分解,这 类元素有铬、钴、 锰、钨、铁、镍、 铜、银、金、钯、 铂等。它们使β相转 变温度下降,所以 也属于稳定β相元素。
钛合金二 元相图
(d)合金元素与α-Ti 和β-Ti都形成有限 固溶体,但β相由包 析反应生成,使β相 转变温度升高,因而 是α相稳定元素。主 要元素有铝、硼、氧、 氮、碳、钪、稼、镧、 铈、钆、钕、锗等。
钛合金二 元相图
以钛为基的二元 合金相图大致可 分为四类,见图
a~d
钛合金二 元相图
(a)合金元素与α-TiБайду номын сангаасβ-Ti形成连续固溶体,锆和铪等元 素的性质与钛极相近,原子半径差别也不大,可以形成连续 固溶体。
钛合金二 元相图
(b)合金元素与β-Ti形成连 续固溶体,而与α-Ti只形 成有限固溶体,这类元素 扩大β相区,缩小α相区, 降低β相区→α相区的相变 温度,称为β相区稳定元素。 钛中近邻,如钒、铌、钽、 铼、钼属于这一类,它们 是bcc结构,原子尺寸也相 差不大。
但总的说来,钛发展的速度是很快的,它超过了任何一种其他有色 金属的发展速度。这从全世界海绵钛工业发展情况可以看出:海绵钛 生产规模60年代为60kt/a,70年代为1l0kt/a,80年代为130kt/a,到 1992年已达140kt/a。
钛合金的分类
钛合金的分类
经典的钛合金分类方法是麦克格维伦于1956年提出的退火状态相组成分类的方法。即:α型、α+β型和β型。当时α型、α+β型钛合金刚开始在普通退火状态下使用,而β型正处于实验室研究阶段。
经过近半个世纪的发展,各种不同特性的钛合金越来越多。各种不同方式的热处理日益获得了实际应用。随着钛合金的研究与应用的迅速发展,麦克格维伦分类方法的局限性越来越明显。
首先,它将成份、组织、性能差异很大的合金划入了同一类。
例如α+β型,既包括了β稳定元素很少的类似α合金的近α钛合金;也包括铝含量高的热强钛合金,以及可热处理强化的β稳定元素含量很高的合金。
其次,这类方法不能完全反映实际生产和应用中遇到的现有钛合金,特别是对热处理强化状态下使用的钛合金的相组成和性能特征。
第三,这类分类方法还缺乏明确的分类界限,不同的学者经常将同一成分的合金划入不同的合金类型,以致造成了许多概念上的混乱。
作为一种合理的钛合金分类方法,应当适用于在研究、生产、使用中遇到的所有钛合金。有明确的分类依据和界限,每类合金应有自己独特的组织与性能特点,以便为合金设计制造选材时提供科学的基础,按照亚稳定状态相组成进行钛合金分类的方法,是一种比较科学的分类方法。
2.1 β稳定系数钛合金中β相的数量及稳定程度与β稳定元素含量有直接关系。为了衡量钛合金中的β相的稳定程度或β稳定元素的作用,并便于钛合金分类,提出了β稳定系数的概念。
β稳定系数是指钛合金中各β稳定元素浓度与各自的临界浓度比值之和,即:
K β=C1/CK1 +C2/CK2+C3/CK3 +…+Cn/CKn
钛合金的分类及特点
钛合金的分类及特点
钛合金是一种具有高强度、低密度、耐腐蚀性能优良的金属材料,由钛和其他元素(如铝、锡、锌等)合金化得到。根据合金元素的不同,钛合金可以分为α型、β型、α+β型和亚α型等几类。下面将详细介绍这些分类及其特点。
1. α型钛合金:
α型钛合金主要由α相钛组成,常见的合金元素有铝、锡、锌等。该类钛合金具有良好的强度和耐热性能,可以在高温下使用。此外,α型钛合金还具有较好的可加工性和焊接性能,适用于制造航空航天、汽车和船舶等领域的零件和结构件。
2. β型钛合金:
β型钛合金主要由β相钛组成,常见的合金元素有钼、铌、钽等。β型钛合金具有较高的强度和韧性,同时具有良好的耐腐蚀性能。此外,β型钛合金还具有良好的耐热性和低温韧性,适用于制造航空航天、化工和医疗器械等领域的零件和结构件。
3. α+β型钛合金:
α+β型钛合金是由α相和β相钛组成的混合结构。常见的合金元素有铝、钼、锡等。α+β型钛合金综合了α型和β型钛合金的优点,具有较高的强度、较好的可塑性和良好的耐腐蚀性能。这类钛合金广泛应用于航空航天、船舶、化工和医疗等领域。
4. 亚α型钛合金:
亚α型钛合金是一种特殊的钛合金,其合金元素主要是铝和锡。亚α型钛合金具有很高的强度和硬度,同时具有较好的耐腐蚀性能。这种钛合金常用于制造高强度和耐腐蚀要求较高的结构件,如航空发动机的叶片、船舶的螺旋桨和汽车引擎的连杆等。
除了以上几类常见的钛合金,还有一些稀有钛合金,如高温钛合金、超强塑性钛合金等。高温钛合金具有很好的高温强度和耐热性能,适用于制造高温工作的零件和结构件。超强塑性钛合金具有出色的塑性和变形能力,可用于制造复杂形状的零件。
钛及钛合金的分类
钛及钛合金的分类
市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类:
一.工业纯钛:钛属于多晶型金属,在低于882℃为a晶型,原子结构呈密排六方晶格,从882℃至熔点都是B晶型,呈体心立方晶格。工业纯钛在金相组织上呈现a相,如果退火完全的话,是大小基本相等等轴状单项晶格。由于存在着杂质,所以工业纯钛中也存在着少量的B相。基本上是沿着晶界分布。
工业纯钛按GB/T3620.1—2007新标准共有九个牌号,TA1类型的有三个,TA2—TA4每个类型的各有两个,它们的差别就是纯度的不同。从表中我们可以看出,从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号,这个ELI是英文低间隙元素的缩写,也就是高纯度的意思。由于Fe,C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的,它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响,C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变,使钛的被强烈的强化和脆化。这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的,主要是海绵钛的质量。要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭,就得使用高纯度的海绵钛。在标准中,带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准(我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢,因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些,很多老标准都是沿袭前苏联的),特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上,以及西方国家基本上保持一致。这个新标准主要是参照ISO(国际标准)外科植入物和美国ASTM材料标准(B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准)。并且与ISO和美国的ASTM标准相对应,例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照,也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。
钛合金材质种类
钛合金材质种类
钛合金是一种具有优良性能的金属材料,广泛应用于航空航天、能源、医疗等领域。钛合金材质种类繁多,下面将介绍几种常见的钛合金材质。
1. TC4钛合金
TC4钛合金是一种α+β型钛合金,由6%的铝、4%的钛和小量的铁、氧等组成。该合金具有良好的机械性能,具有高强度、低密度、抗腐蚀性能好等特点。TC4广泛应用于航空航天、航海船舶和化工等领域。
2. TA2钛合金
TA2钛合金是一种α型钛合金,由纯钛和少量的铁、氧等组成。该合金具有良好的延展性和可焊性,适用于制作各种薄板、管材和丝材。TA2钛合金广泛应用于化工、电子、船舶等领域。
3. TC11钛合金
TC11钛合金是一种α+β型钛合金,由6%的铝、4%的钒、2%的铁和小量的碳、氧等组成。该合金具有高强度、高耐热性和良好的耐蚀性,适用于制造航空发动机、涡轮盘和船舶耐蚀构件等。
4. TA15钛合金
TA15钛合金是一种α+β型钛合金,由6%的铝、4%的锰和小量的
铁、氧等组成。该合金具有良好的延展性和韧性,适用于制造航空发动机的叶盘、涡轮盘和船舶的舵轮等。
5. Ti-5553钛合金
Ti-5553钛合金是一种α+β型钛合金,由5%的铝、5%的锡、5%的锗和小量的铁、氧等组成。该合金具有较高的强度和耐腐蚀性,适用于制造航空发动机的叶片、涡轮盘和船舶的推进器等。
除了以上几种常见的钛合金材质外,还有许多其他种类的钛合金,如TA1、TA7、TA9、TC2等。每种钛合金材质都具有不同的成分和性能,适用于不同的工程和应用领域。
总结起来,钛合金材质种类繁多,每种材质都具有特定的成分和性能。了解不同的钛合金材质有助于选择合适的材料来满足具体的工程需求。随着技术的发展,钛合金材质的研究和应用将会进一步推进,为各个领域带来更多的发展机遇。
钛及钛合金的分类
钛及钛合金的分类
市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类:
一.工业纯钛:钛属于多晶型金属,在低于882℃为a晶型,原子结构呈密排六方晶格,从882℃至熔点都是B晶型,呈体心立方晶格。工业纯钛在金相组织上呈现a相,如果退火完全的话,是大小基本相等等轴状单项晶格。由于存在着杂质,所以工业纯钛中也存在着少量的B相。基本上是沿着晶界分布。
工业纯钛按GB/T3620.1—2007新标准共有九个牌号,TA1类型的有三个,TA2—TA4每个类型的各有两个,它们的差别就是纯度的不同。从表中我们可以看出,从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号,这个ELI是英文低间隙元素的缩写,也就是高纯度的意思。由于Fe,C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的,它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响,C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变,使钛的被强烈的强化和脆化。这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的,主要是海绵钛的质量。要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭,就得使用高纯度的海绵钛。在标准中,带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准(我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢,因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些,很多老标准都是沿袭前苏联的),特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上,以及西方国家基本上保持一致。这个新标准主要是参照ISO(国际标准)外科植入物和美国ASTM材料标准(B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准)。并且与ISO和美国的ASTM标准相对应,例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照,也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。
常用合金型号
常用合金型号
合金是由两种或两种以上的金属元素组成的材料,具有优异的性能和广泛的应用。在工业生产和科学研究中,常用的合金型号有许多,下面将介绍几种常见的合金。
1. 铝合金
铝合金是目前应用最广泛的合金之一。常见的铝合金型号有6061、6063、7075等。铝合金具有低密度、良好的导热性和导电性、优异的抗腐蚀性等优点。6061铝合金常用于航空航天、汽车制造等领域,具有良好的强度和可加工性。6063铝合金常用于建筑和装饰领域,具有良好的耐候性和可塑性。7075铝合金具有优异的强度和韧性,常用于航空航天和运动器材制造。
2. 不锈钢
不锈钢是一种具有耐腐蚀性的合金材料,常用的不锈钢型号有304、316等。304不锈钢具有良好的耐腐蚀性和可焊性,广泛应用于化工、食品加工等行业。316不锈钢具有更好的抗腐蚀性能,常用于海洋环境和高温环境下的设备制造。
3. 钛合金
钛合金是一种重要的结构材料,具有低密度、高强度和优异的耐腐
蚀性能。常用的钛合金型号有TC4、TC6等。TC4钛合金是一种α+β型钛合金,具有良好的可塑性和焊接性能,广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。TC6钛合金是一种β型钛合金,具有更高的强度和耐腐蚀性,常用于高温环境下的航空发动机零部件。
4. 镍基高温合金
镍基高温合金是一种耐高温、抗氧化和抗蠕变的合金材料,常用的型号有Inconel 625、Inconel 718等。Inconel 625合金具有良好的耐腐蚀性和抗热腐蚀性,常用于化工、海洋工程等领域。Inconel 718合金具有更高的强度和耐热性能,常用于航空航天和能源领域的零部件制造。
钛合金分类及主要用途
钛合金分类及主要用途
钛合金是一种重要的结构材料,由钛和其他元素合成。根据不同的合金元素和含量,可以将钛合金分为α、β和α+β型三大类。下面将分别介绍这三类钛合金以及它们的主要用途。
α钛合金是最早被研发和应用的一类钛合金,其具有良好的塑性和韧性。由于其低弹性模量和优良的耐腐蚀性,α钛合金广泛应用于航空航天、海洋工程、化工、医疗器械等领域。其中,航空航天是α钛合金最重要的应用领域之一。它可以用于制造飞机机身、发动机零部件、液压系统、座椅骨架等。此外,α钛合金还能用于制造假肢、人工关节、牙科种植器械等医疗器械。
β钛合金由β相为主的合金组成,具有较高的强度、韧性和耐高温性能。β钛合金广泛应用于航空航天、汽车、化工和医疗器械等领域。在航空航天领域,β钛合金可以用于制造涡轮叶片、发动机零部件、座椅骨架等。在汽车领域,由于β钛合金具有较高的强度和低密度,可以用于制造车身部件、悬挂系统等。此外,β钛合金还在化工领域应用广泛,用于制造化工设备、反应器、阀门等。在医疗器械领域,β钛合金被用于制造植入型医疗器械,如人工骨骼和植入物。
α+β型钛合金是α和β两相共存的钛合金,具有较好的综合性能。α+β型钛合金广泛应用于航空航天、船舶、化工和核工业等领域。在航空航天领域,α+β型钛合金可以用于制造航空发动机零部件、航空器外壳等。在船舶领域,由于α+β型钛合金具有优良的耐腐蚀性,可以用于制造船舶的螺旋桨、船身和船用管道系
统等。在化工领域,α+β型钛合金被广泛应用于制造化工设备、储罐、输送管道等。在核工业领域,α+β型钛合金也是一种重要的结构材料,用于制造核反应堆和核燃料元件。
国内外常用钛及钛合金牌号
国内外常用钛及钛合金牌号
钛及其合金是一种广泛应用的金属材料,在工业生产中具有重要的地位。钛具有低密度、高强度、耐腐蚀等优良特性,在航空航天、汽车、医疗器械等领域得到了广泛的应用。以下是国内外常用的钛及钛合金牌号介绍。
国内常用钛及钛合金牌号:
1. TA0:也称为纯钛,是最常见的钛材料。TA0具有良好的可塑性和耐腐蚀性能,常用于航空航天、船舶、化工等领域。
2. TC4:是一种常用的α+β型钛合金,合金中含有6%的铝和4%的钛。TC4具有优异的耐高温性和良好的机械性能,在航空航天、汽车制造等领域广泛应用。
3. TC6:是一种α+β型钛合金,合金中含有6%的铝和2%的锡。与TC4相比,TC6具有更高的强度和较好的韧性,常用于航空航天、船舶制造等领域。
4. TC9:是一种α+β型钛合金,合金中含有3%的铝和2.5%的钒。TC9具有较
好的焊接性和塑性,广泛应用于航空航天、能源装备等领域。
5. TA15:是一种α+β型钛合金,合金中含有6%的铝和4%的铁。TA15具有优良的耐腐蚀性和高温强度,常用于航空航天、石油化工等领域。
国外常用钛及钛合金牌号:
1. Grade 2:与TA0类似,是一种纯钛材料。Grade 2具有良好的可塑性和耐腐
蚀性,在医疗领域常用于人工关节、牙科种植等应用。
2. Grade 5:与TC4相对应,也是一种α+β型钛合金,合金中含有6%的铝和4%的钒。Grade 5具有优异的机械性能和耐腐蚀性,在航空航天、汽车制造等领域得
到广泛应用。
3. Grade 23:也被称为钛6-4 ELI(Extra Low Interstitial)合金,是一种医用级别的钛合金。Grade 23具有优良的生物相容性和高强度,常用于医疗器械和人工骨骼等应用。
钛合金型号及应用方法
钛合金型号及应用方法
钛合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料,具有良好的耐高温和抗疲劳性能,因此被广泛应用于航空航天、船舶、化工、医疗器械、汽车等不同领域。以下将介绍几种常见的钛合金型号及其应用方法。
1. TC4钛合金:
TC4钛合金是最常用的钛合金之一,主要由钛、铝和钒组成,具有良好的耐腐蚀性和高强度。它常用于航空航天领域的发动机零件、导弹和航空器的结构件,以及一些需要高强度和耐腐蚀性的零部件。
使用方法:TC4钛合金可通过熔炼、锻造、轧制等工艺来制备成不同形状和尺寸的产品。对于复杂形状的零部件,可以使用数控机床进行机械加工。需要注意的是,在加工时要选择适当的切削参数和冷却液,以避免过度加热和损坏材料。
2. TC6钛合金:
TC6钛合金是一种钛铝钒合金,具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和热稳定性。它广泛应用于航空航天、船舶、化工等领域的耐腐蚀结构件和高温零部件。
使用方法:相比于TC4,TC6钛合金的加工难度更高。在加工过程中,需要选择合适的硬质合金刀具和合适的冷却方式,以降低加工硬度和延长刀具寿命。此外,对于复杂的零部件,可以采用数控加工和电火花加工进行加工。
3. TA15钛合金:
TA15钛合金是一种α+β型钛合金,由钛、铝和锡组成,具有较高的力学性能和耐腐蚀性。它广泛应用于航空航天、化工、船舶等领域的高温结构件。
使用方法:TA15钛合金的加工性能较好,可以通过常规的热加工和机械加工方法进行加工。对于复杂的零部件,可以采用数控机床进行精密加工。在加工过程中,要注意防止过热和过量加工,以避免影响材料的性能。
TC4成分
TC4概述
钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V,属于(a+b)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。比强度大。TC4的强度sb=,密度g=*103,比强度
sb/g=,而合金钢的比强度sb/g小于18。钛合金热导率低。钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10,TC4的热导率l=m·K。线膨胀系数=*10-6℃,比热=g·℃。钛合金的弹性模量较低。TC4的弹性模量E=110GPa,约为钢的1/2,故钛合金加工时容易产生变形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7钛合金,采用两种注入方案进行表面改性,试验表明,钛合金经离子注入后,提高了显微硬度,显著地降低了滑动摩擦系数,有效地提高了耐磨性.为探明其改性机理,对注入与未注入样品进行了X射线光电子能谱(XPS)分析,获得满意的结果.
TC4 热膨胀系数:
TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天、石油化工、造船、汽车,医药等部门都得到成功的应用。
TC4钛合金力学性能:
抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σMPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25
TC4钛合金密度:
(g/cm3)工作温度-100~550(℃)
TC4钛合金化学成分:
TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤,碳(C)≤,氮(N)≤,氢(H)≤,氧(O)≤,铝(Al)~,钒(V)~
TC4 介绍
TC4钛合金:属于(a+b)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。
TC4钛合金化学成分: TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤,碳(C)≤,氮(N)≤,氢(H)≤,氧(O)≤,铝(Al)~,钒(V)~
钛合金(Ti)
α钛合金
α相固溶体组成的相合金,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,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化 能力强。 在780℃~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
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 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
钛合金简介
从实现工业生产至今才50多年,具有密度小、比 强度高、耐腐蚀等一系列优异特性。 钛:金属元素,灰色,原子序数22,位于元素周 期表中ⅣB族。能在氮气中燃烧,熔点高。 发展非常快,短时间内显示出强大的生命力,尤 其在航空航天、军事、能源、化工及医疗等领域 成了不可或缺的材料。
一、概述
钛的基本性质
α+β钛合金 α+β钛合金
组织稳定性好,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、时效使合金强化。 热处理后的强度约比退火状态提高80%~ 80% 100%;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、钛合金热处理
方法有退火、固溶和时效处理。
二、常用钛合金
分类:
我国工业纯钛分为TAO、TA1、TA2、TA3四级。 美国定为Gr1、Gr2、Gr3、Gr4四级,日本分为 1种、2种、3种、4种四级。 1、按照合金在平衡和亚稳定状态的相组成,钛合 金可分为α、α+ß和 ß三大类。(我国钛合金 国标牌号中,TA系列代表α型钛合金;TB系列代 表ß型钛合金;TC系列代表α+ß型钛合金。) 2、按照使用性能特点,则可分为结构钛合金、耐 热(热强)钛合金和抗钛合金等类。
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α-β型钛合金
TC1钛合金
一、概述
TC1钛合金是低合金化的Ti-Al-Mn系近α型钛合金,含有2%的α稳定元素Al,对α相起固溶强化的作用。还含有1.5%的共析型β稳定元素Mn,起到强化β相并改善工艺塑性的功能。TC1钛合金名义成分的铝当量为3.0,钼当量为2.5,其主要性能特点是比工业纯钛略高的使用强度和很好的工艺塑性。该合金还具有良好的焊接性能和热稳定性,长时间工作温度350℃。
TC1钛合金最适合于制造形状复杂的板材冲压并焊接的零部件,在航空航天工业和民用行业中获得了广泛应用。该合金只在退火状态下使用,不能采用固溶时效处理进行强化,其主要半成品是板材、棒材、管材、锻件、型材和丝材等。
在飞机和航空发动机结构中,TC1合金主要用于制造形状较复杂、强度要求不高的板材冲压成形并焊接的零部件。350℃下的工作寿命为2000h,300℃下的工作寿命可达30000h。某型号战斗机上TC1合金板材的单机用量达到230Kg,主要用于制造后机身的机尾整流罩、蒙皮和外侧壁板等。航空发动机中,TC1合金主要用于制造各种壳体和隔热罩。
TC1钛合金在民用行业中也获得广泛应用,例如汽车工业中的消音器、车架和吊挂件等。
二、化学成分
GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》所规定的化学成分见表7-4-1。
三、合金性能
密度4.55g/cm3,室温弹性模量127GPa,相变点920±20℃,硬度HBS210-250。
技术标准规定的性能见表7-4-2
表7-4-2 技术标准规定的TC1钛合金性能
TC4钛合金
一、概述
TC4(Ti-6Al-4V)钛合金是世界上开发最早、应用最广的钛合金。它的产量约占全世界各种钛合金半成品总产量的一半以上,在航空航天工业中超过80%。Al通过固溶强化α相提高合金的室温强度和热强性能,而V既提高强度又改善塑性。V还能抑制α2超结构相的形成,避免在长时间使用过程中出现合金脆化。
TC4钛合金的主要特点是优异的综合性能和良好的工艺特性。还具有优良超塑性,适合于用各种压力加工方法进行成形,并采用各种方式进行焊接。
TC4钛合金的主要半成品形式是棒材、锻件、薄板、厚板、型材和丝材等。该合金主要在退火状态下使用,也可以采用固溶时效强化,然而淬透截面不超过25~30mm,固溶时效强化不适合厚大工件。目前,针对不同的使用条件和工艺要求,各国都出现了许多Ti-6Al-4V 钛合金的改型,其主要区别是不同的Al、V含量和较低的间隙元素杂质含量,还有添加微量Ru的Ti-6Al-4V合金。
TC4钛合金在航空航天中主要用于制造飞机结构中的各种梁、隔框、滑轨、起落架梁,航空发动机的风扇和压气机盘、叶片,航天火箭的壳体、压力容器以及各种类型的紧固件。用TC4钛合金代替30CrMnSiA结构钢,可以减轻零件重量约30%。
TC4钛合金在民用行业中也获得了广泛应用。例如电力工业中的燃气轮机叶片,造船工业中的船舶推进器,海洋工程中的近海油田钻井平台,化学工业中的各种耐蚀泵,医学中的人工植入物,各种运动器材等。
TC4钛合金可用于制造汽车车架、曲柄轴、连杆、螺栓、进油阀和悬挂弹簧等。
相近牌号有:
Ti-6Al-4V,Ti-6Al-4V ELI, Ti-6Al-4V SP,Ti-6Al-4V ELISP(美国);
BT-6,BT-6C,BT-6Ч,BT-6Γ,BT-6К,BT-6КТ(俄罗斯);
IMI-318,IMI-318ELI(英国);
TiAl6V4(德国);T-A6V(法国);SAT-64(日本)。
二、化学成分
GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》所规定的化学成分见表7-4-3。
表7-4-3 TC4钛合金化学成分质量分数/%
三、合金性能
密度ρ=4.44g/cm3,室温弹性模量112GPa,泊松比0.34,硬度HB293-361,相变点995-997±5℃。
技术标准规定的性能见表7-4-4。
应力集中敏感性见表7-4-5。
表7-4-5TC4钛合金应力集中敏感性
bH, bH b
热稳定性,试样热暴露后的室温拉伸性能见表7-4-6。
表7-4-6TC4钛合金试样热暴露后的室温拉伸性能
R p0.2 MPa
Z %
高温持久性能见表7-4-7。
表7-4-7TC4钛合金高温持久性能
σ100h MPa σ100h MPa
高温蠕变性能见表7-4-8。
表7-4-8 TC4钛合金高温蠕变性能
0.1/100 MPa
0.2/100 MPa
高周疲劳旋转弯曲疲劳极限见表7-4-9。
D
MPa
TC6钛合金
一、概述
TC6钛合金的名义成分为Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si,是一种良好的马氏体型α-β两相钛合金,含有α稳定元素Al、同晶型β稳定元素Mo和共析型β稳定元素Cr、Fe和Si,β稳定系数Kβ=0.6。该合金的使用状态一般为退火状态,也可进行适当的强化热处理。TC6合金的室温强度和在450℃下热强性能高于TC4合金。该合金还具有较好的热加工工艺性能,可以进行焊接和各种方式的机械加工。
TC6钛合金主要用来制造航空发动机的压气机盘和叶片等零件,能在400℃以下长时间工作6000h以上和在450℃工作2000h以下。该合金还可作为中强合金用来制造飞机的隔框、接头等承力结构件及不同用途的紧固件。生产的半成品主要有棒材、锻件及模锻件等相近牌号有 BT3-1(俄罗斯)。
二、化学成分
GB/T3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》规定的化学成分见表7-4-10。
三、合金性能
密度4.50g/cm3,室温弹性模量125GPa,泊松比0.30,相变点970±20℃,硬度HB285-340℃。
技术标准规定的性能见表7-4-11。