航空钛合金PPT课件
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钛合金及其应用ppt课件.ppt
1.3 钛白粉的生产
■钛白粉：化学式TiO2，晶型有锐钛型（A-TiO2）和金红 石型（R-TiO2）两种工业产品。它是最好的白色颜料，还 是塑料、造纸业的重要原料。
■生产方法： ①硫酸法：既能生产金红石型钛白粉也能生产锐钛型钛白粉， 为传统工艺，废料（硫酸亚铁）处理问题尚未很好解决。 ②氯化法：只能生产金红石型钛白粉，目前世界上60% 以上 的钛白粉由此种发法生产，正在不断取代①。
目前使用最广泛的Ti-6Al-4V合金，是在20世纪40年代晚期 由美国开发出来的。现在，人们已经开发出了大量的钛合 金，从而开辟了轻合金在许多工业领域中得以广泛应用的 新局面。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
■化学性能： 钛的耐腐蚀性很好，虽然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，但是因为钛 和氧的亲和力大，在空气或含氧介质中，钛表面生成一层致 密、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不受腐蚀， 即使受到机械磨损，也会很快自愈或再生，这表明钛是具有 强烈钝化倾向的金属。 对海水的抗腐蚀性很强。
2 工业纯钛（纯度约为99.5%）
2.1 基本性质
■物理性质：纯钛是银白色金属，位于周期表ⅣB族。
表2-1 钛的基本物理性能数据
名称 相对原子量 原子半径 溶化温度/℃ α-TiβTi相变 比密度/g/cm3
热导率 /[W/(m●K)] 超导转变温度／K
数值
47.9 0.145 1668±5（属难熔金属） 相变潜热：3.47KJ/mol, 相变温度:882 ℃, 结构:α(hcp), β(bcc) 4.505(20 ℃) ,4.35(870 ℃) ,4.32(900 ℃),约为纲的57% 22.08,只有铁的1/4,是铜的1/7
■钛白粉：化学式TiO2，晶型有锐钛型（A-TiO2）和金红 石型（R-TiO2）两种工业产品。它是最好的白色颜料，还 是塑料、造纸业的重要原料。
■生产方法： ①硫酸法：既能生产金红石型钛白粉也能生产锐钛型钛白粉， 为传统工艺，废料（硫酸亚铁）处理问题尚未很好解决。 ②氯化法：只能生产金红石型钛白粉，目前世界上60% 以上 的钛白粉由此种发法生产，正在不断取代①。
目前使用最广泛的Ti-6Al-4V合金，是在20世纪40年代晚期 由美国开发出来的。现在，人们已经开发出了大量的钛合 金，从而开辟了轻合金在许多工业领域中得以广泛应用的 新局面。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
■化学性能： 钛的耐腐蚀性很好，虽然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，但是因为钛 和氧的亲和力大，在空气或含氧介质中，钛表面生成一层致 密、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不受腐蚀， 即使受到机械磨损，也会很快自愈或再生，这表明钛是具有 强烈钝化倾向的金属。 对海水的抗腐蚀性很强。
2 工业纯钛（纯度约为99.5%）
2.1 基本性质
■物理性质：纯钛是银白色金属，位于周期表ⅣB族。
表2-1 钛的基本物理性能数据
名称 相对原子量 原子半径 溶化温度/℃ α-TiβTi相变 比密度/g/cm3
热导率 /[W/(m●K)] 超导转变温度／K
数值
47.9 0.145 1668±5（属难熔金属） 相变潜热：3.47KJ/mol, 相变温度:882 ℃, 结构:α(hcp), β(bcc) 4.505(20 ℃) ,4.35(870 ℃) ,4.32(900 ℃),约为纲的57% 22.08,只有铁的1/4,是铜的1/7
钛合金介绍精品PPT课件
材料科学前沿
钛及钛合金
Titanium and Titanium Alloy
内容提要
一、 简介 二、纯钛 三、钛合金物理冶金基础
四、钛合金的发展与应用
一 、 简介
简介
1791年，英国牧师格累高尔发现了一种新元素。 1795年，法国化学家克拉普罗特以日耳曼神话中 女神坦的名字为它命名“Titanium”，译成中文就 是“钛”。从此，钛便进入了科学家的实验室。
仍保持良好的塑性及韧性)
➢耐腐蚀性(钝化层（TiO2）,纳米尺度，室温下长大极慢) ➢吸气性能（储气、干燥）
纯钛特点
纯钛：一种银白色的金属
特点：
是很活泼的元素。
有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出 很好的耐蚀性。有“耐海水腐蚀之王”之称。
高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫 等元素发生剧烈反应。
α+β型钛合金的退火组织为α+β，以TC加顺序号表示其合金
的牌号。 合金同时含有β相稳定元素和α相稳定元素。组织以α相为主，β 相的数量通常不超过30%。 合金可通过淬火及时效进行强化，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，生产工艺比较简单，通 过改变成分和选择热处理制度又能在很宽的范围内改变合金的性 能，应用比较广泛，尤以TC4用途最广，用量最多。
钛合金的分类
β型钛合金: 合金加入了大量的多组元β相稳定元素，同时还
加入α相稳定元素Al。应用的β型钛合金主要为亚稳定的β钛 合金，退火状态为α+β两相组织，将其加热到β单相区后淬火， 因α相来不及析出而得到的过饱和的β相，称为亚稳β相。
该类合金塑性好，易于冷加工成形，成形后可通过时 效处理，使强度提高；
钛及钛合金
Titanium and Titanium Alloy
内容提要
一、 简介 二、纯钛 三、钛合金物理冶金基础
四、钛合金的发展与应用
一 、 简介
简介
1791年，英国牧师格累高尔发现了一种新元素。 1795年，法国化学家克拉普罗特以日耳曼神话中 女神坦的名字为它命名“Titanium”，译成中文就 是“钛”。从此，钛便进入了科学家的实验室。
仍保持良好的塑性及韧性)
➢耐腐蚀性(钝化层（TiO2）,纳米尺度，室温下长大极慢) ➢吸气性能（储气、干燥）
纯钛特点
纯钛：一种银白色的金属
特点：
是很活泼的元素。
有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出 很好的耐蚀性。有“耐海水腐蚀之王”之称。
高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫 等元素发生剧烈反应。
α+β型钛合金的退火组织为α+β，以TC加顺序号表示其合金
的牌号。 合金同时含有β相稳定元素和α相稳定元素。组织以α相为主，β 相的数量通常不超过30%。 合金可通过淬火及时效进行强化，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，生产工艺比较简单，通 过改变成分和选择热处理制度又能在很宽的范围内改变合金的性 能，应用比较广泛，尤以TC4用途最广，用量最多。
钛合金的分类
β型钛合金: 合金加入了大量的多组元β相稳定元素，同时还
加入α相稳定元素Al。应用的β型钛合金主要为亚稳定的β钛 合金，退火状态为α+β两相组织，将其加热到β单相区后淬火， 因α相来不及析出而得到的过饱和的β相，称为亚稳β相。
该类合金塑性好，易于冷加工成形，成形后可通过时 效处理，使强度提高；
钛合金材料及其新技术在C919飞机上应用PPT课件
钛合金的发展历程和趋势
发展历程
自20世纪50年代以来，钛合金在航空航天领域得到广泛应用，随着科技的不断 进步，钛合金的种类和应用领域也不断拓展。
发展趋势
未来钛合金的发展将更加注重高性能、低成本、环保等方面的研究和应用，以 满足更多领域的需求。
02
C919飞机简介
C919飞机的设计理念和特点
自主创新
钛合金表面处理新技术在C919飞机上的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
提高表面质量、增强耐磨性和耐腐蚀性、降低维护成本
钛合金表面处理新技术能够显著提高C919飞机钛合金部件的 表面质量和性能。采用先进的表面涂层技术，如物理气相沉 积（PVD）和化学气相沉积（CVD），可以在钛合金表面形 成具有优异耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性的涂层。这不仅 可以提高飞机的使用寿命和可靠性，还能降低维护成本和缩 短维修周期。
05
钛合金在C919飞机上应用的
挑战与展望
钛合金在C919飞机上应用面临的挑战
技术难题 钛合金的加工、焊接和连接等技 术难度较大，需要克服一系列技 术难题，以确保其在C919飞机上 的可靠应用。
维护保养难度大 钛合金的维护保养难度较大，需 要专业的技术和设备支持，以确 保飞机的安全性和可靠性。
成本问题 钛合金的价格较高，对于大规模 应用在C919飞机上，需要解决成 本问题，以降低飞机的制造成本。
钛合金材料及其新技 术在C919飞机上应 用PPT课件
• 钛合金材料简介 • C919飞机简介 • 钛合金在C919飞机上的应用 • 钛合金新技术在C919飞机上的应
用 • 钛合金在C919飞机上应用的挑战
与展望
目录
01
钛合金材料简介
钛合金介绍 PPT课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
钛合▪金自高热温β处相稳理定基区冷础却下来， β相发生分解。
▪当转变温度T3时，转变终了得α+β相。 ▪当转变温度T2时，先是β→β+ω，此时ω为介 稳定相，再进一步转变为β+ω→ β+α+ω→β+α。
▪当转变温度为T1时，发生β→β+ω相变。 ▪三种情况下相应的硬度变化见图。ω相均匀细 小，析出明显强化合金，但一般同时引起严重 脆性。因此，ω相沉淀硬化是难以接受的。
钛合金的强韧化基础－α+β钛合金
2. α+β钛合金
➢Ti-6Al-4V是应用最广泛的α+β钛合金，其强度特性可通过控制α、 β二相的相对含量及金相形态而变化。退火态合金拉伸强度约 900MPa，而固溶时效态可以获得1200MPa。一般说来通过组织细 化和β相变控制，可以获得高强度。首先经α+β两相区热加工后控 制固溶处理，得到细而均匀分布的一次α相，再时效得到在前β相 区析出细的二次α相质点。细的等轴α结构还具有较高的塑性、疲 劳裂纹形成阻力和高温低周疲劳强度。
仍保持良好的塑性及韧性)
➢耐腐蚀性能(钝化层（TiO2）,纳米尺度，室温下长大极慢) ➢吸气性能（储气、干燥）
纯钛特点
纯钛：一种银白色的金属
特点：
是很活泼的元素。
有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出 很好的耐蚀性。有“耐海水腐蚀之王”之称。
高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫 等元素发生剧烈反应。
▪再增加冷速，可以不发生相变得到室温介稳的 β相，或者得到β→α马氏体相变，得到α马氏体 相（当β稳定剂小于临界浓度时）；在随后的 时效时，马氏体又可以分解析出细小β相。
钛合▪金自高热温β处相稳理定基区冷础却下来， β相发生分解。
▪当转变温度T3时，转变终了得α+β相。 ▪当转变温度T2时，先是β→β+ω，此时ω为介 稳定相，再进一步转变为β+ω→ β+α+ω→β+α。
▪当转变温度为T1时，发生β→β+ω相变。 ▪三种情况下相应的硬度变化见图。ω相均匀细 小，析出明显强化合金，但一般同时引起严重 脆性。因此，ω相沉淀硬化是难以接受的。
钛合金的强韧化基础－α+β钛合金
2. α+β钛合金
➢Ti-6Al-4V是应用最广泛的α+β钛合金，其强度特性可通过控制α、 β二相的相对含量及金相形态而变化。退火态合金拉伸强度约 900MPa，而固溶时效态可以获得1200MPa。一般说来通过组织细 化和β相变控制，可以获得高强度。首先经α+β两相区热加工后控 制固溶处理，得到细而均匀分布的一次α相，再时效得到在前β相 区析出细的二次α相质点。细的等轴α结构还具有较高的塑性、疲 劳裂纹形成阻力和高温低周疲劳强度。
仍保持良好的塑性及韧性)
➢耐腐蚀性能(钝化层（TiO2）,纳米尺度，室温下长大极慢) ➢吸气性能（储气、干燥）
纯钛特点
纯钛：一种银白色的金属
特点：
是很活泼的元素。
有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出 很好的耐蚀性。有“耐海水腐蚀之王”之称。
高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫 等元素发生剧烈反应。
▪再增加冷速，可以不发生相变得到室温介稳的 β相，或者得到β→α马氏体相变，得到α马氏体 相（当β稳定剂小于临界浓度时）；在随后的 时效时，马氏体又可以分解析出细小β相。
钛合金常见缺陷及其控制PPT课件
详细描述
腐蚀通常是由于环境中的化学物质与钛合金发生反应引起的。腐蚀会导致钛合金的表面 损伤和结构完整性受损，从而降低其承载能力和耐久性。在海洋环境、化工设备和高温 高压等恶劣条件下，钛合金的腐蚀问题尤为突出。为了提高钛合金的耐腐蚀性，通常需
要进行表面处理、涂层保护或选择适当的合金成分。
Part
03
详细描述
孔洞通常是由于铸造或焊接过程中气体残留在材料中形成的。孔洞的存在会降 低钛合金的强度和塑性，特别是在受力较大的情况下，可能会引发断裂或疲劳 失效。
夹杂物
总结词
钛合金中夹杂物的存在会影响材料的性能和外观。
详细描述
夹杂物通常是由于原材料中的杂质或制造过程中的污染引起的。夹杂物会降低钛合金的纯度和均匀性，导致材料 的强度、韧性和耐腐蚀性下降。同时，夹杂物也会影响钛合金的外观和光洁度，使其难以满足高精度和高表面质 量的要求。
选用合适的加工设备和工具，如 数控机床和刀具，以提高加工精 度和效率。
在加工过程中进行质量检测和控 制，及时发现和纠正缺陷。
热处理工艺的优化
详细描述
选择合适的热处理设备和工艺参 数，如加热温度、冷却速度和保 温时间。
在热处理过程中进行控制和监测， 确保温度和应力的均匀分布。
总结词：通过优化热处理工艺， 可以改善钛合金的组织结构和性 能，减少材料内部的残余应力、 变形和裂纹等缺陷。
加工工艺的影响
热处理不当
热处理过程中，如果加热或冷却速度 过快、温度控制不准确或保温时间不 足，会导致热处理不当，形成裂纹、 变形等缺陷。
加工硬化
表面粗糙度
加工过程中，如果表面粗糙度过大或 加工后处理不当，会影响表面质量， 形成缺陷。
加工过程中，如果加工硬化程度过高 或加工工艺参数不当，会导致材料变 脆，容易产生裂纹。
腐蚀通常是由于环境中的化学物质与钛合金发生反应引起的。腐蚀会导致钛合金的表面 损伤和结构完整性受损，从而降低其承载能力和耐久性。在海洋环境、化工设备和高温 高压等恶劣条件下，钛合金的腐蚀问题尤为突出。为了提高钛合金的耐腐蚀性，通常需
要进行表面处理、涂层保护或选择适当的合金成分。
Part
03
详细描述
孔洞通常是由于铸造或焊接过程中气体残留在材料中形成的。孔洞的存在会降 低钛合金的强度和塑性，特别是在受力较大的情况下，可能会引发断裂或疲劳 失效。
夹杂物
总结词
钛合金中夹杂物的存在会影响材料的性能和外观。
详细描述
夹杂物通常是由于原材料中的杂质或制造过程中的污染引起的。夹杂物会降低钛合金的纯度和均匀性，导致材料 的强度、韧性和耐腐蚀性下降。同时，夹杂物也会影响钛合金的外观和光洁度，使其难以满足高精度和高表面质 量的要求。
选用合适的加工设备和工具，如 数控机床和刀具，以提高加工精 度和效率。
在加工过程中进行质量检测和控 制，及时发现和纠正缺陷。
热处理工艺的优化
详细描述
选择合适的热处理设备和工艺参 数，如加热温度、冷却速度和保 温时间。
在热处理过程中进行控制和监测， 确保温度和应力的均匀分布。
总结词：通过优化热处理工艺， 可以改善钛合金的组织结构和性 能，减少材料内部的残余应力、 变形和裂纹等缺陷。
加工工艺的影响
热处理不当
热处理过程中，如果加热或冷却速度 过快、温度控制不准确或保温时间不 足，会导致热处理不当，形成裂纹、 变形等缺陷。
加工硬化
表面粗糙度
加工过程中，如果表面粗糙度过大或 加工后处理不当，会影响表面质量， 形成缺陷。
加工过程中，如果加工硬化程度过高 或加工工艺参数不当，会导致材料变 脆，容易产生裂纹。
《钛及钛合金》课件
1
钛合金材料的开发
近年来，随着人们对材料性能和应用领域的不断深入研究和探索，钛合金材料的 开发将会更加高效和精准。
2
制备工艺的优化
随着制造技术的不断进步，钛及钛合金的制备工艺和生产成本也会不断优化和降 低。
3
应用领域的扩大
除了传统的航空、医疗等领域，钛及钛合金材料还有更多的应用潜力和发展空间， 如军事、能源等领域。
《钛及钛合金》PPT课件
钛及钛合金是一种具有广泛应用前景的材料，在航空航天、医疗器械、3D打 印等领域得到了广泛的应用。
钛元素的特点
基本性质
钛是一种具有低密度、高强度、优异的耐腐蚀性和生物相容性的金属元素，是制造高科技产 品和高质量钢材的重要原材料。
生产工艺
钛元素的主要生产工艺包括克鲁塞法法等，随着工艺的不断升级发展，钛元素的生产成本逐 渐降低，材料性能也得到了进一步提升。
应用
钛元素广泛用于航空航天、医疗器械、军事等重要领域，市场需求不断扩大。
钛合金的特点
优异性能
钛合金具有高强度、低密度、优 异的耐腐蚀性和生物相容性，并 且还具有良好的机械性能和热处 理性能。
应用领域广泛
外观颜值高
钛合金广泛应用于汽车、自行车、 运动器材、医疗器械等领域，同 时还作为高端航空发动机、航空 器结构材料广泛使用。
钛合金不仅具有出色的物理性能， 而且具有独特的金属质感和光泽 度，非常适合用于制作高档手表 等工艺品。
钛及钛合金的缺点
1 昂贵
钛及钛合金价格较高，制造成本较高
Байду номын сангаас
2 制造难度大
钛及钛合金的制造难度比较大，需要采用特 殊的加工方法和工艺流程。
钛及钛合金的应用领域
钛的性质和主要应用PPT
力学性能
高强度
钛合金具有较高的抗拉强度和屈服强度，且强度随温度升高而增 加，故钛合金在高温环境下有广泛的应用。
弹性模量低
钛的弹性模量约为钢的1/2，故钛合金具有良好的抗冲击性能和减 震性能。
疲劳强度高
钛合金具有良好的疲劳强度，因此在承受循环载荷的机械零件中有 广泛的应用。
02
钛的提取和加工
钛的提取
加工方法
常见的加工方法包括锻造、轧制、挤压、焊接等，可以 制造出各种形状和规格的钛制品。
加工流程
加工过程需要经过多道工序，如熔炼、铸造、热处理、 机加工等，以确保最终产品的性能和质量。
钛在航空航天领域的应用
由于钛具有高强度、低密度、耐高温等特性，被广泛应 用于航空航天领域，如飞机机身、发动机部件、火箭推 进器等。
药物载体
钛合金可以用于药物载体，通过特殊的药物负载技术，将药物与 钛合金结合，实现靶向给药和治疗。
体育用品领域
高尔夫球杆和自行车架
01
钛合金因其轻量化和高强度的特性，被用于制造高尔夫球杆和
自行车架。
滑雪板和冲浪板
02
钛合金也用于制造滑雪板和冲浪板等运动器材。
健身器材
03
钛合金还可以用于制造健身器材，如哑铃、跑步机等。
无磁性
钛在磁场中不会被磁化，因此钛合金 在军事、电子等领域有特殊的应用。
化学性质
1 2
ห้องสมุดไป่ตู้
耐腐蚀
钛在常温下不易与空气、水、酸、碱等物质发生 反应，因此钛合金广泛用于制造化工设备、医疗 器械等。
无毒
钛对人体无毒，因此钛合金在医疗领域有广泛的 应用，如牙科植入物、骨科植入物等。
3
与其他金属的亲和力小
钛合金的先进制造技术PPT培训课件
钛合金电子束熔炼的特点
钛合金电子束熔炼具有高纯度、高密度、低孔隙 率、高力学性能等优点，可以制备出高品质的钛 合金材料。
电子束熔炼技术的发展趋势
随着科技的不断发展和环保要求的提高，电子束 熔炼技术的能源消耗和环保性能问题越来越受到 关注，未来将会有更多研究致力于降低能耗和减 少污染。
钛合金的激光熔覆技术
航天器构件
在航天领域，钛合金用于制造火 箭发动机壳体、卫星支架和航天 飞机结构部件，满足极端温度和 环境条件下的性能要求。
汽车工业领域的应用案例
发动机部件
钛合金在汽车工业中用于制造发动机 气瓶、阀体和排气系统部件，提高发 动机性能和燃油经济性。
车身和底盘结构
钛合金在汽车车身和底盘结构中的应 用，能够减轻车身重量，提高车辆的 操控性和燃油效率。
钛合金粉末冶金的特点
钛合金粉末冶金具有高纯度、高密度、 低孔隙率、高力学性能等优点，广泛 应用于航空航天、医疗、体育等领域。
粉末冶金技术的发展趋势
随着科技的不断发展，粉末冶金技术 也在不断创新和改进，如纳米粉末冶 金、快速凝固粉末冶金等，为钛合金 的制备提供了更多可能性。
钛合金的喷射成形技术
喷射成形技术简介
模锻造
在模具中限制钛合金的变 形，使其按照模具的形状 和尺寸进行锻造。
等温锻造
在恒温下进行锻造，减少 温度变化对钛合金的影响， 提高材料性能。
轧制技术
热轧
温轧
将热处理的钛合金坯料加热至高温， 然后通过轧机轧制成所需规格和形状。
将半热处理的钛合金坯料加热至一定 温度，通过轧机轧制成所需规格和形 状，兼具热轧和冷轧的优点。
钛合金喷射成形的特点
喷射成形技术流程
喷射成形技术的发展趋势
精品课件-钛合金
钛合金－相变及热处理
β相在冷却时的转变： 根据合金成分和冷却条件，加热到β相区的钛合金可能发生下列转变：
β→α+β
：
β→α+TixMy ：
β→α΄或α΄΄ ： α΄ ：密排六方晶格，为六方马氏体
α΄΄：斜方晶格，为斜方马氏体
β→ω
： ω：亚稳定六方晶格
β相在慢冷时的转变
β相在快冷时的转变
钛合金－相变及热处理
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
钛合金－相变及热处理
⑶马氏体形态和性能：
根据合金元素含量，马氏体形态分为两种基本类型，即板条马氏体 和针状马氏体。纯钛和低浓度合金属于前者；浓度较高的合金属于后 者。
纯钛淬火组织形态：锯齿形丛区或锯齿形晶界，每一丛区内包含 大量相互平行、位向一致的板条状α΄，板条内部为高密度位错。
随着合金浓度增加，板条马氏体转变为针状马氏体，各个针状α΄ 取向不同，内部含有大量孪晶。
在β-Ti中溶解度比在α-Ti中大，降低(α+β) /β相 变温度，其稳定β相的能力比β同晶元素要大。
这类元素与钛易形成化合物，如Ti-Mn系中 形成TiMn(θ)等化合物，含有这类元素的合金从β 相区冷到共析温度时，β相发生共析分解，这类 元素称为β共析元素。
铬、钨能与β-Ti完全互溶，但素。Ti-Cr系共析转变产 物为α+TiCr2。Ti-W系为α+β2(β2为富钨固溶体)，不存在金属化合物。
钛合金学习资料培训PPT
随着环保意识的提高和新能源的发展，钛合金在可再生能源领域的应用前景广阔，如太阳能、风能等领域。同时， 随着医疗技术的进步，钛合金在医疗器械领域的应用也将得到进一步拓展。
02
钛合金的生产工艺
钛合金的冶炼与制备
钛合金的冶炼
通过将纯钛与其他合金元素混合，在高温下进行熔炼，制备 出具有所需性能的钛合金。
测试方法
对钛合金的力学性能进行测试时，可以采用拉伸、压缩、弯曲、冲击 等试验方法，以评估其在实际应用中的性能表现。
04
钛合金的应用案例
航空航天领域的钛合金应用
飞机结构
钛合金因其高强度、低密度和良 好的耐腐蚀性而被广泛应用于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 机结构，如机身、机翼和发动机
部件。
火箭和卫星
钛合金在火箭和卫星设计中也发挥 了重要作用，用于制造燃料罐、推 进系统和卫星框架等关键部件。
钛合金专业论坛
汇聚了众多从事钛合金研究和应用的专业人士，可以 交流心得、分享经验。
学术期刊与论文推荐
总结词
前沿、深入
《金属学报》
国内权威的金属学学术期刊，发表了大量关于钛合金的研究论文， 反映了该领域的最新研究成果和发展动态。
《中国有色金属学报》
该期刊发表了大量关于有色金属材料的研究论文，其中也包括钛合 金方面的研究成果。
航空发动机
航空发动机需要承受极高的温度和 压力，钛合金能够满足这些要求， 常用于制造涡轮叶片、压缩机盘和 轴等关键部件。
汽车工业的钛合金应用
发动机部件
汽车配件
钛合金用于制造汽车发动机中的气瓶、 阀体和排气系统部件，以提高性能和 耐腐蚀性。
钛合金也用于制造汽车配件，如悬挂 系统、刹车系统和轮胎等。
汽车车身
02
钛合金的生产工艺
钛合金的冶炼与制备
钛合金的冶炼
通过将纯钛与其他合金元素混合，在高温下进行熔炼，制备 出具有所需性能的钛合金。
测试方法
对钛合金的力学性能进行测试时，可以采用拉伸、压缩、弯曲、冲击 等试验方法，以评估其在实际应用中的性能表现。
04
钛合金的应用案例
航空航天领域的钛合金应用
飞机结构
钛合金因其高强度、低密度和良 好的耐腐蚀性而被广泛应用于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 机结构，如机身、机翼和发动机
部件。
火箭和卫星
钛合金在火箭和卫星设计中也发挥 了重要作用，用于制造燃料罐、推 进系统和卫星框架等关键部件。
钛合金专业论坛
汇聚了众多从事钛合金研究和应用的专业人士，可以 交流心得、分享经验。
学术期刊与论文推荐
总结词
前沿、深入
《金属学报》
国内权威的金属学学术期刊，发表了大量关于钛合金的研究论文， 反映了该领域的最新研究成果和发展动态。
《中国有色金属学报》
该期刊发表了大量关于有色金属材料的研究论文，其中也包括钛合 金方面的研究成果。
航空发动机
航空发动机需要承受极高的温度和 压力，钛合金能够满足这些要求， 常用于制造涡轮叶片、压缩机盘和 轴等关键部件。
汽车工业的钛合金应用
发动机部件
汽车配件
钛合金用于制造汽车发动机中的气瓶、 阀体和排气系统部件，以提高性能和 耐腐蚀性。
钛合金也用于制造汽车配件，如悬挂 系统、刹车系统和轮胎等。
汽车车身
《钛及钛合金》课件
熔盐法是利用四氯化钛和镁在 高温下反应生成钛和镁的混合 物，再经分离、精炼得到纯钛
。
真空法是利用四氯化钛和氢气 在高温、真空条件下反应生成 钛和氯化氢，再经精炼得到纯
钛。
钛合金的熔炼工艺
钛合金的熔炼方法主要有真空熔 炼和电渣重熔两种。
真空熔炼是利用真空条件下的高 温熔炼技术，将各种金属元素熔
化并混合均匀，形成钛合金。
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轧制是将钛及钛合金的金属坯料在轧机中经过多道次的轧 制，使其逐渐变形、延伸，最终形成所需规格的板材、管 材等。
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挤压是将钛及钛合金的金属坯料放入挤压机中，通过施加 压力使其从模具孔中流出，形成所需形状和尺寸的型材。
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拉拔是将钛及钛合金的金属坯料在拉拔机中进行拉伸，使 其截面减小、长度增加，最终形成所需规格的棒材、动钛及钛合金领域的进步与发展。
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《钛及钛合金》ppt课件
目录
• 钛及钛合金简介 • 钛的物理与化学性质 • 钛合金的种类与特性 • 钛及钛合金的生产工艺 • 钛及钛合金的应用案例 • 未来展望与研究方向
01
钛及钛合金简介
钛的发现与特性
钛的发现
钛元素由英国化学家格雷戈尔于 1791年首先发现，而钛金属在19 世纪末才开始被用于工业生产。
钛的特性
钛是一种银白色的过渡金属，具 有低密度、高熔点、良好的耐腐 蚀性和优异的力学性能等特性。
钛合金的种类与特性
钛合金的种类
根据钛与其他元素的组合，钛合金可 以分为α型、β型和α+β型三类。
钛合金的特性
钛合金具有高强度、良好的耐腐蚀性 和疲劳性能，以及较低的弹性模量， 使其在航空、航天、医疗等领域得到 广泛应用。
航空钛合金激光快速成形技术应用21页PPT
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
航空钛合金激光快速成形技术应用
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
发动机钛合金材料课件
(1)比重较小，仅约为铁的一半稍高； (2)强度较高，可与钢铁相匹比，而比强
度则是目前金属材料中最高的； (3)耐腐蚀性强，无论在大气、海水中以
及在含硝酸和氯气的氯化介质中，其 抗蚀能力都相当高，抗应力腐蚀的能 力也很强； (4)加工成型以及焊接等工艺性能也相当 好。
由于有序强化的 Ti-Al 系金属间化合物具有高比强度、比刚度，高蠕 变抗力，优异的抗氧化和阻燃性能，因此成为使用温度在 600 ℃ 以上 时的非常有潜力的候选材料，其中Ti3Al 和 Ti2AlNb 合金长期工作温 度可达650～700℃左右，而TiAl基合金工作温度则可达760～800 ℃。
α型和近α型钛合金具有良好的蠕变、持久性能和焊接性， 因此适合于在高温环境下使用。近β型和β型钛合金尽管在 室温至 300 ℃左右具有高的拉伸强度，但在更高的温度下 ，合金的蠕变抗力和持久性能急剧下降。α+β型钛合金不 仅具有良好的热加工性能，而且在中温环境下还有良好的综 合性能。
钛及其合金的主要特点是：
Ti3Al，Ti2AlNb和TiAl基合金低塑性和韧性是这类合金应用的最大障碍
TiAl合金
改善塑性和蠕变性能
在 760 ℃ 时具有优良高温性能 ( 刚度、高温强度、蠕变抗力、抗
氧化性、耐腐蚀性等)
TiAl金属间化合物合金密度仅 3.8～4.0g/cm3，是镍基高温合金的1/2 ，比钛合金还低10%～15% ;
航空发动机高温钛合金材料
发动机是飞机的“心脏”,是推动飞机快速发展的原动力。 没有好的发动机，就不可能有先进的飞机。人类在航空领 域中的每一次重大的革命性进展，无不与航空动力技术的 突破和进步密切相关。
现代军用战斗机的战术机动性、短距起飞、超音速巡航等 优异作战性能在很大程度上依赖于先进的高推重比航空发 动机的应用，而高推重比航空发动机的发展与高温钛合金 的大量应用密切相关。
度则是目前金属材料中最高的； (3)耐腐蚀性强，无论在大气、海水中以
及在含硝酸和氯气的氯化介质中，其 抗蚀能力都相当高，抗应力腐蚀的能 力也很强； (4)加工成型以及焊接等工艺性能也相当 好。
由于有序强化的 Ti-Al 系金属间化合物具有高比强度、比刚度，高蠕 变抗力，优异的抗氧化和阻燃性能，因此成为使用温度在 600 ℃ 以上 时的非常有潜力的候选材料，其中Ti3Al 和 Ti2AlNb 合金长期工作温 度可达650～700℃左右，而TiAl基合金工作温度则可达760～800 ℃。
α型和近α型钛合金具有良好的蠕变、持久性能和焊接性， 因此适合于在高温环境下使用。近β型和β型钛合金尽管在 室温至 300 ℃左右具有高的拉伸强度，但在更高的温度下 ，合金的蠕变抗力和持久性能急剧下降。α+β型钛合金不 仅具有良好的热加工性能，而且在中温环境下还有良好的综 合性能。
钛及其合金的主要特点是：
Ti3Al，Ti2AlNb和TiAl基合金低塑性和韧性是这类合金应用的最大障碍
TiAl合金
改善塑性和蠕变性能
在 760 ℃ 时具有优良高温性能 ( 刚度、高温强度、蠕变抗力、抗
氧化性、耐腐蚀性等)
TiAl金属间化合物合金密度仅 3.8～4.0g/cm3，是镍基高温合金的1/2 ，比钛合金还低10%～15% ;
航空发动机高温钛合金材料
发动机是飞机的“心脏”,是推动飞机快速发展的原动力。 没有好的发动机，就不可能有先进的飞机。人类在航空领 域中的每一次重大的革命性进展，无不与航空动力技术的 突破和进步密切相关。
现代军用战斗机的战术机动性、短距起飞、超音速巡航等 优异作战性能在很大程度上依赖于先进的高推重比航空发 动机的应用，而高推重比航空发动机的发展与高温钛合金 的大量应用密切相关。
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通过上面的化学反应，最后得 到的钛，是多孔的海绵钛，无 法直接使用，还要粉碎后，放 进真空电弧炉里熔炼，才能制 得各种钛材。
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Titanium Alloys
钛合金是以金属钛为基体，加入适量的其他元素 组成的合金。其在300-600度时的比强度优于钢 和铝合金。
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中国钛工业起步于20世纪50年代。1954，北京有色金属研 究总院开始进行海绵钛的制备工艺研究，1956年国家把钛 当作战略金属列入了12年发展规划，1958年在抚顺铝厂实 现了海绵钛工业试验，成立了中国第一个海绵钛生产车间， 同时在沈阳有色金属加工厂成立了中国第一个钛加工生产 试验车间。 60年代中期开始钛材的工业化生产 。
航空用钛合金的发展状况
General Development Situation of Titanium Alloys for Aviation
主讲人：亿万斯年 单 位：三峡大学
2010年5月
◆在介绍航空用钛合金之前，我们先来 了解下面几个问题。
什么是钛？什么是钛合金？ 钛合金的性能有哪些？ 钛合金的分类？ 钛合金的应用？
钛合金没有磁性，用它建 造的核潜艇不必担心磁性 水雷的攻击。
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Purpose
耐热强度高，做钻头
耐热阀，常用于石油工业
Your 钛镍形状记忆合金
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Purpose
（质量轻、耐腐蚀、耐磨损）
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Purpose
机械工业
硬质合金
医疗
造船工业
电讯器材
航空航天
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Purpose
俄海军塞拉II级钛合金攻击核潜艇
潜艇在深海中航行时，要 承受巨大的压力。下潜得 愈深，承受的压力愈大。 核潜艇的外壳采用钛合金 制造，其下潜深度是一般 潜艇的两倍，可达4500m。 如果没有钛合金，潜海是 不可能达到这样的深度的。
纯钛手链
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钛是伴生金属元素
工业上生产金属钛的主要化学反应有两个：先用金红石矿中的二氧化 钛与碳、氯气，在高温达800～900℃的条件下，反应生成四氯化钛； 再用金属镁与四氯化钛，在600～800℃的温度及惰性气体的保护下 （钛化学活性非常大，易于空气发生剧烈化学反应）反应生成金属钛。
强。
低温性能好 间隙元素极低的钛合金 TA7,在-253℃下还能保持一定的
塑性。
化学活性大 钛合金高温时化学活性很高，轻易与空气中的氢、氧等
气体杂质发生化学反应，生成硬化层 。
导热系数小、弹性模量小 钛的导热系数约为镍的1/4，铁的1/5，
铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50％。钛合 金的弹性模量约为钢的1/2 。
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Sorts
钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构 α钛，882℃以上为体心立方的β钛。 钛合金按组织基体可分为：α合金,(α+β)合金 和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
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。
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现代航空中钛合金使用状况
1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、 导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用 部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、 梁、襟翼滑轨等重要承力构件。 70年代起，民用机开始大 量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上占 机重28%。随着加工工艺技术的发展，在火箭、人造卫星 和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金。 飞机越先进，使用的钛越多。美国F—14A战斗机使用的钛 合金，约占机重的25%；F—15A战斗机为25.8%； 美国第四 代战斗机用钛量为41%，其F119 发动机用钛量为39%，是 目前用钛量最高的飞机。
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Purpose
钛合金蔬菜架和购物车
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Purpose
① 生物相容性等于75%黄金合金。 ② 使用寿命长，强度高。 ③ 安全、高贵、价格适中。
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目前尽管钛及其合金应用的历史不长， 但由于它那超众的性能，已经获得了多 个光荣称号。首先荣获的称号就是“空 间金属”。它重量轻、强度大又耐高温 ，特别适于制造飞机和各种航天器。目 前世界上生产的钛及钛合金，大约有四 分之三都用于航空航天工业。许多原来 用铝合金的部件，都改用了钛合金。
Properties
强度高 钛合金的密度一般在4.5g/cm³左右，仅为钢的60％，若按单位
重量的强度（称比强度）测定，钛合金是铝合金的1.3倍，镁合金的1.6 倍，不锈钢的3.5倍，是所有金属材料中的冠军。热强度高 使用温度比铝合金高几，可在450～500℃的温度下长期
工作 。
抗蚀性好 耐酸、耐碱、耐大气腐蚀，对点蚀、应力腐蚀的抵抗力特别
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Titanium
钛是周期表中第ⅣB类元素，纯净的
钛为银白色，密度为4.51g/cm³，属 于轻金属。熔点达1672℃，属难熔金 属。其加工提炼难度大，一般被称为 稀有金属。
钛在地壳中含量较丰富，含量排第九 位（地壳中元素排行：氧、硅、铝、 铁、钙、钠、钾、镁、钛），远高于 Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。钛广泛 存在于许多岩石中，特别是砂石和粘 土中。我国钛的资源极为丰富，仅四 川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁 矿中，伴生钛金属储量约达4.2亿吨， 接近国外探明钛储量的总和。
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Development
钛元素发现于1789年，1908年挪威和美国开始用硫酸法生 产钛白，1910年在试验室中第一次用钠法制得海绵钛， 1948年美国杜邦公司才用镁法成吨生产海绵钛——这标志着 海绵钛即钛工业化生产的开始。而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。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。