钛及钛合金标准与钛十大性能
钛及钛合金材料标准
钛及钛合金材料标准一、概述钛及钛合金是一种具有高强度、轻量化、耐腐蚀、生物相容性好等优点的材料，广泛应用于航空、医疗、化工、船舶、汽车等领域。
为了保证钛及钛合金的质量和性能，需要制定相应的标准。
二、标准范围本标准适用于钛及钛合金的原材料、半成品和成品的品质控制。
三、技术要求1. 化学成分：根据不同用途，钛及钛合金的化学成分应符合相关规定。
2. 力学性能：钛及钛合金的力学性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度等，应符合相关标准规定。
3. 外观质量：钛及钛合金的表面应光滑、无划痕、无氧化脱皮，颜色均匀。
4. 尺寸精度：钛及钛合金的尺寸应符合图纸要求，并具有规定的公差范围。
5. 耐腐蚀性能：钛及钛合金应具有良好的耐腐蚀性能，特别是在酸碱盐等化学介质中。
6. 热处理工艺：根据不同用途，钛及钛合金需要进行不同温度和时间下的热处理，以改变其组织和性能。
四、检验方法1. 化学成分检测：采用光谱分析等方法进行检测。
2. 力学性能检测：采用拉伸、弯曲、硬度测试等方法进行检测。
3. 外观质量检测：采用目测法和检验量具进行检测。
4. 尺寸精度检测：采用测量工具进行检测。
5. 耐腐蚀性能检测：采用浸泡实验、盐雾实验等方法进行检测。
五、不合格品控制1. 对于不符合技术要求的钛及钛合金，应进行返工或报废处理。
2. 对于不合格的检验记录，应进行标识和归档，并上报相关部门。
六、生产过程控制1. 原材料入库前应进行品质检查，并做好记录。
2. 生产过程中应严格控制工艺参数，确保产品质量。
3. 成品出库前应进行品质检查和记录，并做好标识。
七、安全与环保1. 生产过程中应遵守相关安全规定，确保员工人身安全。
2. 废气、废液、废渣等废弃物应按照环保要求进行处理，不得随意排放。
3. 应建立安全与环保管理制度，定期进行安全与环保检查，发现问题及时处理。
八、品质记录与档案1. 品质记录应包括检验报告、生产记录、不合格品处理记录等，并按照档案管理要求进行保存。
钛及钛合金的分类及特性
钛及钛合金的分类及特性。
钛是一种非磁性材料，具有密度小（4.5g/cm3）、强度高（比铁约高1倍）、较好的高温强度和低温韧性以及良好的耐腐蚀性等特点。
钛在885℃以下时，具有密集六方晶格称为α钛。
在885℃产生同素异晶转变，晶格变为体心立方晶格称为β钛。
钛长时间在高温停留，晶粒容易长大，快速冷却时，容易生成不稳定的针状α钛组织称为“钛马氏体”，其强度较高，塑性较低。
钛加入合金元素后可改善加工性能和力学性能，常加的合金元素有Al、V、Mn、Cr、Mo等，按照成分和在室温时的组织不同，钛和钛合金可分为：
⑴工业纯钛按其纯度可分为TA1、TA2、TA3等牌号，其中TA1的杂质最少，少量杂质将使强度增高、塑性降低，故TA1的强度最低（σb为300～500MPa）、塑性最好（δ为30%）。
工业纯钛有良好的焊接性。
⑵α钛合金钛中加入了Al、Sn等元素，牌号为TA6、TA7，有良好的高温强度和抗氧化性。
α钛合金有良好的焊接性。
⑶β钛合金钛中加入了Mn、V、Mo、Cr等元素，牌号为TB1、TB2。
热处理后强度较高（TB1的σb为700MPa），
塑性也较好，而且具有良好的加工性，但耐热性稍差，体积质量大、成本高。
β钛合金的焊接性不良。
⑷α+β钛合金钛中加入了Al、Se、Mo、Mn、Cr等元素，牌号为TC1、TC2。
可通过热处理如化，加工性能良好，但高温强度低于α钛合金。
α+β钛合金焊接性很差，很少用于焊接结构。
astm b265 gr2钛及钛合金标准
astm b265 gr2钛及钛合金标准
ASTM B265 Grade 2钛及钛合金标准是由美国材料与试验协会（ASTM）制定的标准，用于规定钛及钛合金材料的质量和性能要求。
根据ASTM B265标准，钛及钛合金材料应满足以下要求：
1.化学成分：钛及钛合金材料的化学成分应符合ASTM B265标准中
规定的要求，包括钛含量、铁含量、氧含量等。
2.力学性能：钛及钛合金材料应具有良好的力学性能，包括抗拉强
度、屈服强度、延伸率等。
这些指标应符合ASTM B265标准中规定的要求。
3.耐腐蚀性：钛及钛合金材料应具有良好的耐腐蚀性，能够抵抗大
气、水和酸的腐蚀。
4.加工性能：钛及钛合金材料应具有良好的加工性能，包括切割、
弯曲、钻孔等。
5.无损检测：钛及钛合金材料应进行无损检测，以确保其内部质量
和表面质量符合要求。
总之，ASTM B265 Grade 2钛及钛合金标准是用于规定钛及钛合金材料的质量和性能要求的标准，以确保其能够满足使用要求。
典型钛及钛合金的组织与性能综述
典型钛及钛合金的组织与性能综述钛及钛合金是一类重要的结构材料，具有低密度、高强度、优良的耐腐蚀性和良好的高温稳定性等特点。
本文将对典型钛及钛合金的组织与性能进行综述，包括纯钛、α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金四个方面。
纯钛是一种由于其较高的纯度而具有良好综合性能的金属材料。
其组织以α相为主，具有良好的延展性、塑性和韧性。
纯钛的强度较低，但其具有较高的耐腐蚀性，尤其是对氧化腐蚀具有较好的抵抗能力。
纯钛的熔点较低，易于加工成形，并可通过热处理改善其强度。
α型钛合金主要由α相和少量的β相组成。
α相是一种具有密排六方最密堆积结构的钛晶体结构，具有良好的可塑性。
β相是一种具有体心立方结构的钛晶体结构，具有较高的强度。
α型钛合金具有良好的综合性能，具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和热稳定性。
它们通常用于航空航天、汽车制造等领域。
β型钛合金主要由β相组成，β相是一种具有体心立方结构的钛晶体结构，具有较高的硬度和强度。
β型钛合金具有较高的强度、优良的耐腐蚀性和良好的高温稳定性。
它们广泛应用于航空航天、船舶制造、化工等领域。
α+β型钛合金同时包含α相和β相，组织复杂且多样。
它们具有较高的强度、耐腐蚀性和高温稳定性，同时兼具良好的可塑性和冲击韧性。
α+β型钛合金是一类综合性能较好的钛合金，广泛应用于航空航天、电子设备等高端领域。
除了以上提到的几种典型钛及钛合金，还有许多其他类型的钛合金，如α'型钛合金、硬质钛合金等。
这些钛合金具有不同的组织和性能，可以根据具体的应用需求进行选择。
总之，钛及钛合金作为一类重要的结构材料，具有独特的组织和性能。
不同类型的钛及钛合金在应用领域、组织结构和性能方面存在差异，但都具有低密度、高强度、优良的耐腐蚀性和良好的高温稳定性等特点。
随着研究的深入，钛及钛合金在各个领域的应用前景将会更加广阔。
钛及钛合金牌号和化学成分 标准
钛及钛合金牌号和化学成分标准
一、钛及钛合金牌号
1. 工业纯钛
工业纯钛是一种具有优异综合性能的工程材料，广泛用于化工、石油、食品、轻工等领域。
根据杂质元素含量的不同，工业纯钛分为TA1、TA2和TA3三个牌号。
2. 耐蚀钛合金
耐蚀钛合金主要用于化工、石油等领域的设备及管道，具有较强的耐腐蚀性能。
常用的耐蚀钛合金属有Ti-3Al-2.5V（TC4）和Ti-6Al-4V（TC20）等。
3. 高强度钛合金
高强度钛合金主要用于航空航天、汽车等领域的高强度结构件。
常用的高强度钛合金属有Ti-6Al-4V （TC20）、Ti-5Al-2.5Fe（TC21）等。
4. 高强度耐蚀钛合金
高强度耐蚀钛合金结合了高强度和耐腐蚀性能，主要用于海洋工程、化学工业等领域的重要结构件。
常用的高强度耐蚀钛合金属有Ti-6Al-4V ELI（TC4 ELI）等。
5. 高强度低成本钛合金
高强度低成本钛合金具有较高的强度和较低的成本，主要用于汽车、航空航天等领域的重要结构件。
常用的高强度低成本钛合金属有Ti-6Al-4V（TC20）等。
6. 非晶钛合金
非晶钛合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，是非晶材料中的一种。
常用的非晶钛合金属有Ti-55531等。
二、钛及钛合金化学成分标准
1. 3620.1：钛及钛合金牌号和化学成分。
2. 3620.2：钛及钛合金棒材化学成分允许偏差。
3. 3620.3：钛及钛合金管材化学成分允许偏差。
4. 3620.4：钛及钛合金丝材化学成分允许偏差。
金属钛的特性与功能
钛合金是一种轻质、耐腐蚀、强度高的材料，由此应用于智能手机，可以提升手机的整体强度、耐摔性和耐刮擦性。
但钛合金属于难加工材料，钛合金边框的引入，也是CNC技术上的一种挑战。
为什么我们认为钛合金是一种难加工材料？下面我们来一起认识它的特性。
钛是元素周期表中原子序数为22的元素，第四周期的副族元素，即IVB族，这族元素除钛以外，还有错、错，其共同特点是熔点高，常温下在其表面形成稳定的氧化膜。
钛的十大特性1.密度小、强度高.比强度大钛的密度是4.51g/cm3,为钢的57%,钛比铝重不到两倍,强度比铝大三倍。
钛合金的比强度（强度/密度之比值）是常用工业合金中最大的（见表1）,钛合金的比强度是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，镁合金的1.7倍，所以是宇航工业必不可少的结构材料。
钛的钝性取决于氧化膜的存在，它在氧化性介质中的耐蚀性比在还原介质中要好得多。
在还原性介质中会发生高速率腐蚀。
钛在一些腐蚀性介质中不被腐蚀，如海水、湿氯气、亚氯酸盐及次氯酸盐溶液、硝酸、铝酸、金属氯化物、硫化物以及有机酸等。
可是在与钛反应产生氢的介质（例如盐酸和硫酸）中，钛通常具有较大的腐蚀率。
但如果在酸中加入少量的氧化剂会使钛表面形成一层钝化膜。
所以在强硫酸-硝酸或盐酸-硝酸的混合液里，甚至在含游离氯的盐酸中，钛都是耐腐蚀的。
钛的保护性氧化膜经常是当金属碰到水时形成的，即使少量的水或水蒸气中也能形成。
如果把钛暴露于完全没有水的强氧化性环境里，就会发生快速氧化并产生剧烈反应，甚至常出现自燃。
钛与含过量氧化氮的发烟硝酸以及钛与干氯气的反应就发生过这类现象。
所以要预防发生这类反应，必须有一定量的水分。
3、耐热性能好通常铝在150℃l不锈钢在310。
C即失去了原有性能，而钛合金在500。
C左右仍保持良好的力学性能。
当飞机速度达到音速的2.7倍时，飞机结构表面温度达到230o C r铝合金和镁合金已不能使用，而钛合金则能满足要求。
钛的耐热性能好，它用于航空发动机压气机的盘和叶片以及飞机后机身的蒙皮。
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。
钛及钛合金焊管标准
钛及钛合金焊管标准钛及钛合金焊管是一种广泛应用于航空、航天、化工、医疗等领域的重要材料。
在使用钛及钛合金焊管时，需要遵循一系列的标准和规范，以确保其质量和性能符合要求。
钛及钛合金焊管的标准包括了材料的化学成分、力学性能、尺寸和表面状态等方面的要求。
其中，最常用的标准有ASTM B338、ASTM B861和ASTM B862等。
这些标准规定了钛及钛合金焊管的材料、制造工艺、机械性能、化学成分和尺寸等方面的要求。
钛及钛合金焊管的材料要求符合相关标准的化学成分要求。
钛合金是由钛与其他金属元素合金化而成，其中最常见的是钛6-4合金，即由6%的铝和4%的钛组成。
这种合金具有优异的耐腐蚀性、高强度和良好的焊接性能。
在生产过程中，需要对原材料进行严格的质量控制，确保化学成分的准确性和稳定性。
钛及钛合金焊管的制造工艺要符合标准的要求。
一般来说，焊管的制造包括管坯的制备、焊接、热处理和表面处理等过程。
焊接是焊管制造过程中最关键的环节，影响着焊管的质量和性能。
常用的焊接方法有TIG焊、EBW焊和LASER焊等。
在焊接过程中，需要控制好焊接参数，确保焊缝的质量和可靠性。
钛及钛合金焊管的机械性能也是一个重要的指标。
机械性能包括抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等。
这些性能对于焊管的使用具有重要的影响。
根据不同的应用领域和要求，可以选择不同的钛及钛合金焊管，以满足特定的性能要求。
钛及钛合金焊管的尺寸和表面状态也需要符合标准的要求。
尺寸包括管径、壁厚和长度等方面的要求。
表面状态包括管子的表面光洁度、无缺陷和无杂质等要求。
这些要求旨在确保焊管的尺寸精度和表面质量，以满足不同领域的应用需求。
总结起来，钛及钛合金焊管的标准规范了焊管的材料、制造工艺、机械性能、化学成分和尺寸等方面的要求。
遵循这些标准，可以确保钛及钛合金焊管的质量和性能符合要求，提高其在航空、航天、化工、医疗等领域的应用价值。
未来，随着科技的进步和需求的增加，钛及钛合金焊管的标准也将不断更新和完善，以适应不断发展的市场需求。
典型钛及钛合金的组织与性能综述
典型钛合金的组织与性能文献查阅总结1.α型钛合金α型钛合金中又分为全α型钛合金和近α型钛合金，工业纯钛属于α型钛合金，此外一般α合金含有6%左右的Al和少量中性元素，退火后几乎全部是α相，典型合金包括TA1~TA7合金等；近α型钛合金中除了含有Al和少量中性元素外，还有少量（不超过4%）的稳定元素，如TA15、TA16、TA17等。
1.1工业纯钛工业纯钛按杂质元素含量分为TA1、TA1ELI、TA1-1、TA2、TA2ELI、TA3、TA3ELI、TA4、TA4ELI9个牌号，相变点大约为900℃。
工业纯钛具有高塑性、适当的强度、良好地耐蚀性以及优良的焊接性能等特点，广泛应用于化工设备、滨海发电装置、海水淡化装置、舰船零部件等，其冷热加工性能好，可生产各种规格的板材、棒材、型材、带材、管材和丝材，一般在退火状态下交货使用。
典型的工业纯钛显微组织如图1-3所示：图1 TA1板材650℃/1h退火态组织：等轴α+少量晶间β图2 TA2大规格棒材600℃/1h退火态组织：等轴α图3 TA3板材800℃/1h退火态组织：等轴α+含有针状α转变的β1.1.1 TA1钛管的组织与性能[][]庞继明，李明利，李明强等. 退火温度对TA1钛管材组织和性能的影响[J]. 钛工业进展. 2011, 28(2): 26-28研究方法：TA1铸锭经过2500t水压机开坯锻造和1600t卧式挤压机热挤压，最终获得φ45×7mm的管坯。
管坯经两辊和三辊管材冷轧机轧制成φ12×1.25mm的管材。
将管材置于真空热处理炉中，分别加热至450，475，490，500，550，600，650，700℃，保温90min，随炉冷却。
a）TA1钛管的显微组织图1为冷加工态及不同的温度热处理后的TA1管材横向显微组织。
可以看出，冷加工态的TA1管材组织混乱且有部分晶粒破碎不完全；700℃下的组织已完全再结晶、等轴化，与650℃的相比晶粒已明显长大。
钛及钛合金
钛在地壳中的含量约为1%。钛及其合金由于具有比强度高、耐热性好、耐蚀性能优 异等突出优点，自1952年正式作为结构材料使用以来发展极为迅速，目前在航空工业和 化工工业中得到了广泛的应用。但钛的化学性质十分活泼，因此钛及其合金的熔铸、焊 接和部分热处理均要在真空或惰性气体中进行，致使生产成本高，价格较其他金属材料 昂贵得多。
定元素含量的增加而提高。由于应用在较高温度时，淬火加时效后的 组织不如退火后的组织稳定，故多在退火状态下使用。
α+β 型钛合金的室温强度和塑性高于α 型钛合金，但焊接性能不 如 α钛合金，组织也不够稳定。α+β 型钛合金的生产工艺比较简单，
通过改变成分和选择热处理方式又能在很宽的范围内改变合金的性能，
2 钛合金
在钛中加入合金元素形成钛合金，可使工业纯钛的强度获得明显提高。钛合金与纯钛 一样，也具有同素异构转变，转变的温度随加入的合金元素的性质和含量而定。按其对钛 的同素异构转变温度影响的不同，加入的合金元素通常分为以下三类。 ➢ α 相稳定元素：扩大 α相区，使 α β 转变的温度升高的元素，如Al，O，N，C等。 ➢ β 相稳定元素：扩大 相区，使 β α 转变的温度降低的元素。根据该类元素与钛所形 成相图的不同，又将其细分为 β 同晶型元素（如Mo，V，Nb，Ta及稀土等）和 β 共析型 元素（如Cr，Fe，Mn，Cu，Si等）。 ➢ 中性元素：对相变温度影响不大的元素，如Zr，Sn等。
合金的性能，故该类元素是可热处理强化 钛合金中不可缺少的。
按退火状态下相组成的不同，钛合金 可分为α型钛合金、β型钛合金和 α+β 型钛 合 金 三 大 类 ， 分 别 以 “ TA ” “ TB ” 或 “TC” +顺序号表示其牌号。
钛和钛合金的物理化学性质
钛和钛合金的物理化学性质1.钛和钛合金的物理性质金属钛具有两种同素异构体，温度低于882.5℃时的稳定态晶体α，为密排六方结构，在882.5℃以上的稳定态晶体β，为体心立方结构。
α-Ti在20℃的密度为4.51g/cm3，与氧形成间隙固溶体时，晶格发生明显的畸变，其密度也随之增大。
β-Ti在900℃时的密度约4.32g/cm3，在熔化温度时为4.19g/cm3。
在25℃时，纯钛的比热容约为0.011J/（g·K），它随温度的升高而增加。
钛的熔点是1668℃。
由于熔融钛几乎可与一切耐火材料发生反应，因此测量其熔化潜热较为困难，现已测得的熔化潜热范围是15.5～20.9kJ/mol。
钛的沸点是（3260±20）℃，汽化潜热为428.5～470.3kJ/mol。
钛的导热性较差，其热导率比不锈钢略低。
钛单晶的线膨胀系数是各向异性的，在0℃时a轴方向为7.34×10-6/℃，c轴方向为8.9×10-6/℃；在20～300℃时，α-Ti多晶体的平均线膨胀系数为8.2×10-6/℃。
钛和钛合金的线膨胀系数与光学玻璃的线膨胀系数相近，是人造卫星相机镜头框架和其他光学仪器框架的理想结构材料。
2.钛和钛合金的化学性质钛的原子结构决定了钛是一种化学性质活泼的金属，能与多种元素发生化学反应，特别是空气中的O、N、H及C等，此外还与卤素、P和S以及各种常用的耐火材料等发生化学反应。
（1）与O的反应致密的钛在常温的空气中是很稳定的，当它受热时便开始与O发生反应。
钛与O反应初期，O进入钛表面晶格中，形成一层致密的氧化膜，它可防止O再向内部扩散，所以钛在500℃以下是稳定的。
随着受热温度的提高氧化膜逐渐增厚，氧化物的厚度和颜色也不同。
温度继续升高，金属钛表面生成的氧化膜开始溶解，O向钛的内部晶格扩散。
钛被氧化的速度取决于O向钛内部扩散的速度。
当温度高于700℃时，O向钛内部的扩散加速。
钛及钛合金铸件标准
钛及钛合金铸件标准一、引言钛及钛合金具有优异的物理性能和化学性能，被广泛应用于航空航天、化工、军工等领域。
钛合金铸件作为钛合金零件的重要制造方式之一，其质量标准对于保证产品性能和安全至关重要。
本文将介绍钛及钛合金铸件的相关标准。
二、国家标准我国目前尚未制定具体的钛合金铸件标准，但是可以参考以下标准：1. GB/T 15073-2011《钛及钛合金冶金产品化学分析方法》：该标准规定了钛及钛合金冶金产品化学分析的一般要求和分析方法，可以作为钛合金铸件成分分析的参考依据。
2. GB/T 3620.1-2011《铸造合金化学分析方法第1部分：常用金属元素》：该标准规定了铸造合金中常用金属元素的化学分析方法，适用于钛合金铸件的成分分析。
三、国际标准国际上钛及钛合金铸件的相关标准较为完善，以下是一些常用的国际标准：1. ASTM B367-14《Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Castings》：该标准规定了钛及钛合金铸件的化学成分、机械性能、尺寸和表面质量等方面的要求。
其中包括了不同等级的钛合金铸件的要求，供用户和制造商选择。
2. AMS 4928R-2014《Titanium Alloy, Castings, 6Al - 24.5Fe - 1.5Mo Solution and Precipitation Heat Treated》：该标准针对6-24.5-1.5型钛合金铸件，规定了其化学成分、热处理和力学性能等方面的要求。
3. ISO 13133-2011《Titanium and titanium alloys -- Titanium alloy casting》：该标准规定了钛合金铸件的一般要求和试验方法，包括钛合金的成分、热处理、力学性能等指标。
四、行业标准由于各个行业在钛及钛合金铸件的应用方面存在差异，一些行业针对特定应用领域制定了相关标准，如航空航天、化工、军工等行业。
钛及钛合金全解
3 钛合金－分类、牌号 按组织类型分： α（用TA表示）：全α、近α和α+化合物合金 。以铝、锡、 锆为主要合金元素，在近α型钛合金中还添加少量β稳定化元 素，如钼、钒、钽、铌、钨、铜、硅等 β（用TB表示）：热力学稳定型β合金、亚稳定β型合金和 近β型合金 α＋β（用TC表示）：以Ti-Al为基再加适量β稳定元素 TA4 Ti-3Al TA7 Ti-5Al-2.5Sn TA8 Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr TC1 Ti-2Al-1.5Mn TC3 Ti-4Al-4V TC4 Ti-6Al-4V TC6 Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si TB2 Ti-5Mo-5V-3Cr-3Al
钛及钛合金
2 纯钛
⑴密度小，比强度高：钛密度为4.51g/cm3，约为钢或镍合金的一半。比强度 高于铝合金及高合金钢。 ⑵导热系数小：钛的导热系数小，是低碳钢的五分之一，铜的二十五分之一。 ⑶无磁性，无毒：钛是无磁性金属，在很大的磁场中不被磁化，无毒且与人体 组织及血液有很好的相容性。 ⑷抗阻尼性能强：钛受到机械振动及电振动后，与钢、铜相比，其自身振动衰 减时间最长。 ⑸耐热性佳：因熔点高，使得钛被列为耐高温金属。 ⑹耐低温：可在低温下保持良好的韧性及塑性，是低温容器的理想材料。 ⑺吸气性能高：钛的化学性质非常活泼，在高温下容易与碳、氢、氮及氧发生 反应。 ⑻耐蚀性佳：在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附著力强、 惰性大的氧化膜，保护钛基体不被腐蚀。
3 钛合金－合金化
与α和β均形成连续固 溶体相图： 锆、铪与钛同族， 有相同晶体结构和同素 异晶转变，与α-Ti及 β-Ti形成连续固溶体。
3 钛合金－合金化 与β-Ti无限互溶，与α-Ti有限溶解的相图： 钒、铌、钽、钼 都为体心立方结构，与β-Ti同晶，称为β 同晶元素。降低相变点，稳定β相。 组元达到一定浓度值后，高温β相可稳定 到室温，对应这一浓度值称为临界浓度Ck。 Ck反映合金元素稳定β相能力大小，其值越小 稳定β相能力就越大。稳定β相能力按钼、钒、 钽、铌次序递减。 加入这类元素的钛合金组织稳定性好， 不会发生共析转变或包析转变，同时能强化β 相，并保持良好的塑性。
典型钛及钛合金的组织与性能综述
典型钛及钛合金的组织与性能综述Newly compiled on November 23, 2020典型钛合金的组织与性能文献查阅总结1.α型钛合金α型钛合金中又分为全α型钛合金和近α型钛合金，工业纯钛属于α型钛合金，此外一般α合金含有6%左右的Al和少量中性元素，退火后几乎全部是α相，典型合金包括TA1~TA7合金等；近α型钛合金中除了含有Al 和少量中性元素外，还有少量（不超过4%）的稳定元素，如TA15、TA16、TA17等。
工业纯钛工业纯钛按杂质元素含量分为TA1、TA1ELI、TA1-1、TA2、TA2ELI、TA3、TA3ELI、TA4、TA4ELI9个牌号，相变点大约为900℃。
工业纯钛具有高塑性、适当的强度、良好地耐蚀性以及优良的焊接性能等特点，广泛应用于化工设备、滨海发电装置、海水淡化装置、舰船零部件等，其冷热加工性能好，可生产各种规格的板材、棒材、型材、带材、管材和丝材，一般在退火状态下交货使用。
典型的工业纯钛显微组织如图1-3所示：图1 TA1板材650℃/1h退火态组织：等轴α+少量晶间β图2 TA2大规格棒材600℃/1h退火态组织：等轴α图3 TA3板材800℃/1h退火态组织：等轴α+含有针状α转变的βTA1钛管的组织与性能[][]庞继明，李明利，李明强等. 退火温度对TA1钛管材组织和性能的影响[J]. 钛工业进展. 2011, 28(2): 26-28研究方法：TA1铸锭经过2500t水压机开坯锻造和1600t卧式挤压机热挤压，最终获得φ45×7mm的管坯。
管坯经两辊和三辊管材冷轧机轧制成φ12×的管材。
将管材置于真空热处理炉中，分别加热至450，475，490，500，550，600，650，700℃，保温90min，随炉冷却。
a）TA1钛管的显微组织图1为冷加工态及不同的温度热处理后的TA1管材横向显微组织。
可以看出，冷加工态的TA1管材组织混乱且有部分晶粒破碎不完全；700℃下的组织已完全再结晶、等轴化，与650℃的相比晶粒已明显长大。
纯钛及钛合金热加工性能参数
纯钛及钛合⾦热加⼯性能参数纯钛热加⼯性能参数1. 来料牌号及化学成分注：合⾦牌号对应标准GB/T3620.1-20072.纯钛的物理性能熔点1668±4℃密度ρ＝4.5g/cm3弹性模量E＝1.17×105MPa、G＝0.44×105Mpa（约为钢的54%）导热系数λ＝19.3Wm-1K-1热膨胀系数10.2×10-6/℃（室温-700℃）泊松⽐υ＝0.333.常温下⼒学性能4. 加热规范板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热，为防⽌氧扩散，应限制加热温度和时间，因此，从成材率、表⾯质量考虑，该扩散层的厚度越薄越好，为此，热轧带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下，尽可能低。
通常⼯业纯钛在加热炉内最好加热⾄800~920℃。
纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度5. 轧制过程控制热轧分为粗轧和精轧。
粗轧通常使⽤可逆式轧机，从厚板坯（80~300mm）的轧制到供精轧机轧制的板材厚度（25~40mm），需经5~7个道次的轧制。
纯钛的粗轧终轧温度为790℃。
精轧⼯序在6~7台串列式轧机进⾏，可将25~40mm 的板坯连续加⼯成钛带材（厚3~6mm），轧制速度可达300~600m/min。
轧制过程温度控制参数为：钛板坯在加热炉中加热到800~920℃，在910℃出炉；粗轧终轧温度为790℃，连续热轧时钛坯温度控制在650~800℃范围，终轧温度为670℃；在470~490℃温度范围进⾏卷取。
轧制后⽴即将钛带在输出辊道上⽤⽔冷或空冷的⽅法，以⼤于5~10℃/s的速度冷却，在低于500℃时卷取，以保证带卷材质均匀。
其它⼯艺要点有：严格控制初轧及连轧时各机架压下量和各机架上带材的温度；避免辊道对带材表⾯划伤；每轧3~4块清理⼀下辊道上的⾦属沾污；热轧带卷初始阶段，需要建⽴⼀个稳定的、⼤于4MPa/mm2的后张⼒，防⽌因带材卷乱或松卷引起划伤。
轧制温度对纯钛的单位压⼒的影响钛合⾦热加⼯性能参数⼆、钛合⾦（TC3、TC4）密度ρ＝4.45g/cm3弹性模量E＝1.13×105MPa导热系数λ＝6.43Wm-1K-11常温⼒学性能TC4合⾦的拉伸应⼒应变曲线TC4室温压缩应⼒应变曲线2热轧⼯艺条件1）．加热规范坯料轧制时的加热制度和终轧温度加热时间和速度：200mm厚的板坯通常加热时间为230-240分钟。
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钛
作者：商占法介绍
钛是一种金属元素，灰色，原子序数22，相对原子质量47.87。
能在氮气中燃烧，熔点高。
钛的密度为4.54g／cm3，比钢轻43% ，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。
机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。
钛耐高温，比黄金和钢都高的多。
钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工作和航海工业，在石油化工行业也有较多的应用。
钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量几乎只有同体积的钢铁的一半，钛虽然稍稍比铝重一点，它的硬度却比铝大2倍。
现在，在宇宙火箭和导弹中，就大量用钛代替钢铁。
据统计，目前世界上每年用于宇宙航行的钛，已达一千吨以上。
极细的钛粉，还是火箭的好燃料，所以钛被誉为宇宙金属，空间金属。
钛的耐热性很好，熔点高达1660℃℃。
在常温下，钛可以安然无恙地躺在各种强酸强碱的溶液中。
就连最凶猛的酸——王水，也不能腐蚀它。
钛不怕海水，有人曾把一块钛沉到海底，五年以后取上来一看，上面粘了许多小动物与海底植物，却一点也没有生锈，依旧亮闪闪的。
现在，人们开始用钛来制造潜艇——钛潜艇。
由于钛非常结实，能承受很高的压力，这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行
在常温下，钛不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。
钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性，故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。
钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。
现在已有用钛合金制造自动步枪，迫击炮座板及无后座力炮的发射管。
在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。
钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。
钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。
在医疗中，钛与人体有很好的相容性,可作人造骨头和各种器具。
钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。
钛白粉是颜料和油漆的良好原料。
碳化钛，碳（氢）化钛是新型硬质合金材料。
氮化钛颜色近于黄金，在装饰方面应用广泛。
纯钛是银白色的金属，它具有许多优良性能。
钛具有可塑性，高纯钛的延伸率可达50-60%，断面收缩率可达70-80%，但强度低，不宜作结构材料。
钛中杂质的存在，对其机械性能影响极大，特别是间隙杂质（氧、氮、碳）可大大提高钛的强度，显著降低其塑性。
钛作为结构材料所具有的良好机械性能，就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。
工业纯钛的杂质含量较化学纯钛要多，因此其强度、硬度也稍高，其力学性能及化学性能与不锈钢相近，比起钛合金纯钛强度较好，在抗氧化性方面优于奥氏体不锈钢，但耐热性较差，TA1、TA2、TA3依次杂质含量增高，机械强度、硬度依次增强，但塑性韧性依次下降。
钛的十大性能
密度小，比强度高金属钛的密度为4.54g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度位于金属之首。
耐腐蚀性能钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大。
但实际上钛在许多介质中很稳定，如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。
这是因为钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。
即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。
这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。
介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。
为了提高钛的耐蚀性，研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和激光处理等表面处理技术，对钛的氧化膜起到了增强保护性作用，获得了所希望的耐腐蚀效果。
针对在硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气和高温氯化物等生产中对金属材料的需要，开发出钛-钼、钛-钯、钛-钼-镍等一系列耐蚀钛合金。
钛铸件使用了钛-32钼合金，对常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了钛-0.3钼-0.8镍合金或钛设备的局部使用了钛-0.2钯合金,均获得了很好的使用效果。
耐热性能好新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。
耐低温性能好钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn）,TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。
在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。
抗阻尼性能强金属钛受到机械振动、电振动后，与钢、铜金属相比，其自身振动衰减时间最长。
利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等。
无磁性、无毒钛是无磁性金属，在很大的磁场中也不会被磁化，无毒且与人体组织及血液有好的相溶性，所以被医疗界采用。
抗拉强度与其屈服强度接近钛的这一性能说明了其屈强比（抗拉强度/屈服强度）高，表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。
由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大，使钛成型时的回弹能力大。
换热性能好金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低，但由于钛优异的耐腐蚀性能，所以壁厚可以大大减薄，而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝，减少了热组，太表面不结垢也可减少热阻，使钛的换热性能显著提高。
弹性模量低弹性模量是材料在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。
从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。
钛的弹性模量在常温时为106.4GMPa,为钢的57%。
吸气性能钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应。
钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。
钛及钛合金美标和国标的对比。