钛及钛合金基础资料
钛及钛合金基础知识
钛及钛合金基础知识
1．钛及其合金的性能
纯钛的密度为4.5 g/cm3，熔点为1 668℃。
钛及其合金具有很多的优点，如抗蚀能力强，尤其是抗海水及其抗蒸汽腐蚀能力比铝合金、不锈钢和镍合金还高；在各种浓度的硝酸和铬酸中以及稀硫酸、苛性碱溶液中的稳定性好；焊接性好，低温韧性好，强度低，塑性好；易于冷压力加工。
但是，其工艺性和切削加工性很差，冷变形易开裂，在热加工时易吸收氢、氧、氮及碳等杂质，导致塑性和冲击韧性降低，为热加工（铸、锻、焊、热处理）带来不少麻烦。
2．钛合金分类、特性及应用
钛合金按其退火后的组织可分为3个类型：α型、β型和α+β型。
(1) α型钛合金α型钛合金所含的合金元素主要为铝和锡。
当温度在400℃以下时，它的总体性能较好，组织稳定，焊接性能好，焊缝韧性高。
但强度不高，也不能热处理强化。
因此，它通常用于制造350℃以下经冲压或焊接成形的零件。
(2) β型钛合金β型钛合金能进行热处理强化，焊接性及压力加工性也比较好。
但总体性能不稳定，冶炼工艺也较复杂，所以目前不常用。
(3) α+β型钛合金α+β型钛合金的力学性能变化范围宽，可适应各种不同的用途。
可进行热处理强化，并且它的工艺性较好，便于压力成形。
但是它的焊接性差，高温下具有较大的热强度。
因此，它常用来制造
400℃下长期工作的零件。
例如，TC4是用途最广的钛合金，用量占现有钛合金的一半。
钛及钛合金简介
钛（Ti）一、简介钛化学符号Ti，被认为是一种稀有金属，是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽。
钛具有稳定的化学性质，有良好的抗腐蚀能力（包括海水、王水及氯气，而且钛放入海底20~50年均不会被腐蚀），亦有良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度等优秀特性。
二、相关参数1.钛的强度大，纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm²，钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性，其“比强度”位于金属之首。
2.钛的密度为4.506-4.516g/cm³，熔点1668±4℃，熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子，沸点3260±20℃，汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。
3.钛的导热性和导电性能较差，近似或略低于不锈钢，钛具有超导性，纯钛的超导临界温度为0.38-0.4K。
在25℃时，钛的热容为0.126卡/克[5] 原子·度，热焓1149卡/克原子，熵为7.33卡/克原子·度。
4.金属钛是顺磁性物质，导磁率为1.00004。
5.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%。
三、钛的十大特性1.密度小，比强度高，金属钛的密度为4.51g/立方厘米，高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度位于金属之首。
2.耐腐蚀性能，不受大气和海水的影响。
在常温下，不会被7%以下盐酸、5%以下硫酸、硝酸、王水或稀碱溶液所腐蚀。
3.耐热性能好，新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。
4.耐低温性能好，在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性，避免了金属冷脆性。
5.抗阻尼性能强，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。
6.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，且无毒。
7.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。
钛及钛合金
钛及钛合金
3. (α+β)钛合金
（α+β）钛合金除含有铬、钼、钨等促使β相稳定的元素外，还含有 锡、铝等促使α相稳定的元素。在冷却到一定温度时，发生β→α相转变， 室温下为α+β两相组织。
（α+β）钛合金的强度、耐热性和塑性都比较好，并可以进行热处理 强化，应用范围较广。（α+β）钛合金的牌号有TC1、TC2、TC3、TC4、 TC6等。其中以TC4（钛铝钒合金）用途最广、经淬火（930 ℃加热）和 时效处理（540 ℃，2 h）后，其R m可达1 274 MPa、A>13％，并有 较高的蠕变抗力、低温韧性和良好的耐蚀性。TC4合金适于制造在400 ℃ 以下和低温下工作的零件，如火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料容 器等。
钛及钛合金
常用钛合金的牌号、力学性能和用途见表1-9。
钛及钛合金
钛及钛合金是20世纪50年代出现 的一种新型结构材料。由于钛的密度 小，强度高，耐高温，耐蚀，资源丰 富，现已成为航天、化工和国防工业 生产中广泛应用的材料。
一、 工业纯钛 1. 纯钛的性能
钛及钛合金
纯钛呈银白色，密度为4.508×103 kg/m3，熔点为1 677 ℃， 热膨胀系数小。纯钛塑性好，强度低，容易加工成形。结晶后有同 素异构转变，在加热到882 ℃时，由密排六方晶格的α-钛转变为体 心立方晶格的β-钛。钛与氧和氮的亲和力较大，非常容易与氧和氮 结合形成一层致密的氧化物和氮化物薄膜，其稳定性高于铝及不锈 钢的氧化膜，故在许多介质中钛的耐蚀性比不锈钢更优良，尤其是 抗海水腐蚀的能力非常突出。
2. β钛合金
钛及钛合金
β钛合金中主要加入铜、铬、钼、钨和铁等促使β相稳定 的元素，在正火或淬火时容易将高温β相保留到室温组织， 得到较稳定的β相组织。β钛合金具有良好的塑性，在540 ℃ 以下具有较高的强度，但其生产工艺复杂，合金密度大，故 在生产中用途不广。
钛和钛合金的介绍
钛和钛合金的介绍
钛，是一种金属元素，它的化学符号是Ti，原子序数是17。
它和其他金属元素相比，既不能像铁那样形成金属间化合物（如TiC），也不能像钛那样形成氧化物（如TiO）。
因此，钛在工业
上被广泛用于制造火箭的推进系统、化工设备、飞机发动机、医
疗器械和军事上的防辐射设备等。
钛合金是一种比强度很高的材料，在航空航天领域中应用广泛。
它是一种比较难熔的金属，熔点和沸点都很低，在空气中不
易氧化。
钛合金的强度很高，比强度一般在35以上。
但它的延
展性和耐热性差，受高温作用容易被氧化而失去强度。
钛合金分为两大类：一类是普通钛合金；另一类是超低钛合
金（一般为Ti-6Al-4V）。
普通钛合金是由钛、铜、铝等元素组成的铁基和铝基合金。
超低钛合金由钛、镍、铁和铜组成。
目前，
美国已将镍和铁等元素掺入超低钛合金中，提高了超低钛合金的
强度和韧性。
钛及钛合金在常温下具有很好的强度和韧性，但在高温下强
度和韧性急剧下降。
—— 1 —1 —。
钛合金介绍[文字可编辑]
![钛合金介绍[文字可编辑]](https://img.taocdn.com/s3/m/f4bd6a48770bf78a64295449.png)
?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。
≥882.5℃体心立方结构的β相
钛在氮气中加热可发生燃烧，因此钛在加热和焊接时应采 用氩气保护。
钛的十大性能
?密度小,比强度高(比强度高的特性仍可保持到550～600 ℃。
与高强合金相比，相同强度水平可降低重量 40％以上)
?弹性模量低（120GPa），约为铁的54％。 ?导热系数小(比铁低4.5倍) ?抗拉强度与其屈服强度接近 ?无磁性、无毒 ?抗阻尼性能强 ?耐热性能好 ?耐低温性能好(在液氮温度下仍有良好的机械性能，强度高而
?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 。
二、纯钛
纯钛
Ti ：
?ρ: 4.507 g/cm 3 ?Tm ：1688℃ ?具有同素异构转变: ≤882.5℃为密排六方结构的α相
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。
全方位的讲解钛及钛合金材料_钛及钛合金_
160
5 级 MHT-200 98.5 0.40 0.06 0.30 0.05 0.10 0.30 0.08 0.15 0.030
200
化学成分
牌号
Ti
组
Fe
TA0 工业纯钛 余量 0.15 TA1 工业纯钛 余量 0.25 TA2 工业纯钛 余量 0.30 TA3 工业纯钛 余量 0.40
4. 钛合金
所以，实际再结晶退火温度：工业纯钛为 650-700℃； TC4 钛合金为 800-850℃。
（2） 消除应力退火 消除金属材料因变形加工、切削加工、焊接加工及深加工制造 等过程引起的内部应力，又不发生再结晶的退火称为消除应力退火。 如：工业纯钛消除应力退火温度 550-600℃，TC4 钛合金消除应 力退火温度 550-600℃。 4. 加热 （1） 非真空加热
产品的出炉温度＜200℃才能保证钛的表面不被氧化， 呈银白色的金属钛本色。
3. 退火 对产品加热到适合温度，保温一定时间，使其冷却，获
得接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。 退火目的是均匀化学成分，改善机械性能和工艺性能。例如：
消除因加工引起的硬化、如消除内应力、如实现再结晶、如真空退火 除气（一般是氢气）等。
江西工埠集团 詹小辉
（1）再结晶退火 对冷变形和热变形的金属加热到高于再结晶温度，使其破碎的
晶粒和拉长的晶粒重新成核并长大成为细小的等轴晶粒，不禁消除了 加工引起的硬化，还恢复了加工变形能力，这称为再结晶退火。
考虑再结晶退火温度受产品变形率和原始晶粒的大小等影响因 素，再结晶温度要比理论讲的再结晶温度高出 100-150℃为宜。
江西工埠集团 詹小辉
长发生了塑性变形称为压。
②轧制
使用两个旋转的轧辊之间的空隙或模具孔，对钛坯料加力，使
《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
钛和钛合金基本知识集锦ppt课件.ppt
3.2 纯钛 耐蚀性能：
钛的标准电极电位很低(E=－1.63V)，但钛的致钝电位亦低， 故钛容易钝化。
常温下钛表面极易形成由氧化物和氮化物组成的钝化膜，它 在大气及许多浸蚀性介质中非常稳定，具有很好的抗蚀性。
在大气、海水、氯化物水溶液及氧化性酸(硝酸、铬酸等)和 大多数有机酸中，其抗蚀性相当于或超过不锈钢，在海水中耐蚀 性极强，可与白金相比，是海洋开发工程理想的材料。
3.2 纯钛
物理性能：
属ⅣB族元素，原子序数为22，原子量为47.9。 有两种同素异晶体，其转变温度为882.5℃。
低于882.5℃，为密排六方α-Ti： 点阵常数(20℃)为： a＝0.295111 nm，c＝0.468433nm，c／a=1.5873
882.5℃～熔点，为体心立方β-Ti：点阵常数在25℃时， a=0.3282nm；900 ℃时a=0.33065nm。
3.1 概述
1791年英国化学家格雷戈尔研究钛铁矿和金红石时发现了钛。1795年， 德国化学家克拉普罗特在分析匈牙利产的金红石时也发现了这种元素。格雷 戈尔和克拉普罗特当时所发现的钛是粉末状的二氧化钛，而不是金属钛。到 1910年美国化学家亨特第一次制得纯度达99.9%的金属钛。
钛在地壳中的丰度占第七位，0.42%，金属占第四位（铝、铁、镁、钛）。 以钛铁矿或金红石为原料生产出高纯度四氯化钛，再用镁作为还原剂将四 氯化钛中的钛还原出来，由于还原后得到钛类似海绵状所以称为海绵钛，最 后以海绵钛为原料生产出钛材和钛粉。 1947年才开始冶炼，当年产量只有2吨。 1955年产量2万吨。 1975年产量7万吨。 2006年产量14万吨 钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量几乎只有同体积钢铁的一半，钛虽然 比铝重，它的硬度却比铝大2倍。在宇宙火箭和导弹中，已大量用钛代替钢铁。 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。
钛的基础知识
稀有金属的基本知识第一节、 钛及钛合金钛在化学元素周期表中属IVB 族元素，原子序数为22，在地壳中的含量为0.61%，在所有元素中名列第九，在常用元素中仅次于铝、铁、镁，居第四，钛在地壳中大都以金红石（TIO 2）和钛铁矿等形式的存在，由于分离提取困难具有工业意义的金属钛直到本世纪四十年代才生产出来，因为一般把钛成为稀有轻金属。
钛及其合金的密度小，抗拉强度高，而且在通常的使用温度内，其比强度（抗拉强度/密度）在几乎所有金属材料中最高，因而该金属最初的应用是在航空、航天领域，主要是满足现代航天技术对航空器材料的低重量、高强度要求。
另外，钛在适当的氧化环境中可以形成一种薄而坚固的氧化膜，具有优异的耐蚀性能，正式由于合金优异的耐蚀性能，是的钛在近年来由军用向民用的国度速度相当快。
目前钛及钛合金已经被广泛地应用于冶金、石化、造船、氯碱、建筑、体育器械等其他非航空领域。
纯钛的熔点为1668±4℃，沸点为3535℃，密度为4.505G/CM 3, 导热系数0.036卡/cm ·S ·℃,热膨胀系数为8.2×10-6·Ω·mm ， 弹性模量为10850kg/mm 2.。
1.2基本分类一、概述钛以两种同素异构体存在，一种称为α钛，具有密排六方结构的晶体，其晶格排列密度大；另一种为β钛具有体心立方结构的晶体，在纯钛中，α相在温度882.5℃以下是稳定的，当温度超过882.5℃后变为β相，882.5℃称为α/β的转变温度，即相变点。
β相从882.5℃到熔点都是稳定的。
二、几个常用的概念1、α稳定型α稳定型指的是钛合金中的添加元素容易溶解于α相中，随着合金元素含量的增加能使α相在较高的温度下保持稳定并提高了α/β转变温度，属于这类合金的添加元素包括铝、锡、锗、氧、氮、碳2、β稳定型β稳定型β同晶型的合金元素完全溶于β相中，即使在平衡条件下也不发生分解。
随着该类元素含量的增加，转变温度降低，此类元素有钒、钽、钼、铌。
钛合金基础知识
钛的身世2010-07-22 09:4钛元素，发现于18世纪，并于1795年由德国化学家M.H克拉普斯命名为钛(Titan)。
在希腊神话中这是大地之子的名字，在古希腊“泰坦精神”就是永往直前的意思。
钛作为新型首饰用材有其它材料不可比似的优势一．轻：钛的比重是4.51，约为不锈钢、钴、铬等合金的一半，比黄金的16.3更是轻了许多，在制做耳坠、项链等首饰时优势明显。
这一优势同时减少了设计师对于首饰用材的限制，可以用其做出很多体积较大且夸张的造型。
二．钛具有良好的耐腐蚀性：钛是极活泼的元素，极易与氧反应，生成Tio2，但是钛表面生成的几个到几十纳米的氧化膜极其完整致密，具有局部破坏后在瞬间的自修复能力，并且在大多数环境中是稳定的，这就是钛的耐腐蚀性的理论基础。
三．良好的生物相容性：钛的良好耐腐蚀性特征使它和人长期接触以后也不影响其本质，不会造成过敏。
现在在医学领域已经得到广泛的应用。
如：钛接骨板、钛髋关节以及钛膝关节等。
因此对金属有过敏反应的人可放心大胆佩带。
四．钛能着色：钛金属有一个很有趣的特征，将钛置于电解液中通上一定电流，其表面应就会被电解化上一层氧化膜，而氧化膜的厚薄可决定颜色的变化，而并无需外加元素。
现在可做的颜色有金、黑、蓝、褐、花等各种颜色。
它的这一特性使首饰设计更多彩更时尚。
五．钛不易变形，不用重新整形：钛硬度高，不易变形，不象普通金银首饰等佩带一段时间后需要重新整形。
原子结构钛位于元素周期表中ⅣB族，原子序数为22，原子核由22个质子和20-32个中子组成，核外电子结构排列为1S22S22P63S23D24S2。
原子核半径5x10-13厘米。
物理性质钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔点1668±4℃，熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子，沸点3260±20℃，汽化潜热 102.5-112.5千卡/克原子，临界温度4350℃，临界压力1130大气压。
钛合金1-钛基础知识
钛的基础知识一、钛元素Ti与人类应用数千年的金银铜铁相比，人类认识钛元素的时间并不长。
1789年，人们发现了一种未知的新元素，其原子序数为22，原子核由22个质子和20-32个中子组成。
6年后的1795年，一位德国化学家Martin Heinric h Klaproth在研究来自匈牙利的矿物——“金红石”（请您记住这个词）时，发现了含有这种新元素的白色氧化物。
最终，他将这种元素命名为，钛，元素字母Ti, 全称Titanium，源自希腊神话中大地之子的拉丁语:Titans。
这个偶然的拉丁语命名，确实很有预见性，因为它的意思是——力大无比的巨人。
重量轻：钛的密度只有4.51克/立方厘米，是钢的57%，铜的50%。
耐高温：比如航空器在2.2马赫时，表面温度会达到220℃以上，这时铝合金机械性能开始下降。
达到3马赫时，表面温度会达到230℃以上，这时不锈钢机械性能也开始下降。
而高温钛合金，500℃仍可以保持很好的强度性能。
耐低温：钛合金在-196℃的低温条件下也能保持良好的塑性，不像钢那样容易变脆，因此是航空航天的液氢贮箱的好材料。
耐腐蚀：纯钛在空气中非常容易形成一层致密、附着力强、惰性极大的氧化膜，在315℃以下耐腐蚀性都极强，而且氧化膜即使被机械磨损，也会很快自愈再生。
因此，钛与碳氢化合物几乎不反应，这一性质使得钛阀门和管道接头在石油化学工业广泛应用。
同样因为耐腐蚀，钛可以在海水中长期浸泡无恙（见表1）。
表1：各金属在不同海水中腐蚀83天的情况低磁性：钛基本上没有磁性，用钛建造的军舰、潜艇可以避免磁性水雷的攻击。
苏联的一艘台风级核潜艇采用9 000吨钛合金做外壳，也是利用了钛的耐腐蚀和低磁性的性质。
此外，还有三项功能，主要表现在钛合金，而不是纯钛上。
能记忆：钛合金在低温下施加外力塑性变形，除去外力后加温到一定程度，能恢复到原来形状。
比如中国研制的钛镍Ti-50Ni50合金, 就有2个温度-形状记忆点：0-37℃，和100-130℃。
钛及钛合金综述
百度文库- 让每个人平等地提升自我钛及钛合金综述一钛及钛合金的发展钛在化学元素周期表中属于TVB族元素，其原子其原子序数为22。
钛在地壳中的含量为％，在所有的元素中，名列第九，但在常用金属元素中仅次于铝、铁、镁，居第四位。
钛在地壳中大都以金红石（TiO2）和钛铁矿等形式存在。
由于分离提取困难，具有工业意义的金属钛直到20世纪40年代才生产出来。
钛及钛合金的密度小，抗拉强度高（可达140Kg/mm2）。
在－253～600℃范围内，它的比强度（抗拉强度/密度）在金属材料中几乎最高。
它在适当的氧化性性环境中可形成一种薄而坚固的氧化膜，具有优异的耐蚀性能。
此外，钛及钛合金还具有非磁性、线膨胀膨胀系数小等特点，这就使钛及钛合金首先成为重要的宇航结构材料，随后又推广到舰船制造、化学工业等领域，并得到了迅速的发展。
二钛及钛合金的分类及应用钛及钛合金按组织结构分为α合金、α＋β合金、β合金等三大类合金。
1 α合金α合金中有TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6、TA7、TA8等8种合金。
TA1、TA2、TA3是工业纯钛。
它们是按杂质元素含量分的三个等级。
它们主要应用于要求高塑性、适当的强度、良好的耐蚀性以及可焊接性的场合。
TA1、TA2、TA3它们的冷加工性能好，可生产各种规格的板材、棒材、型材、带材、管材和箔材。
板材可以进行冷冲压。
TA4是一种钛－铝二元合金。
它的抗拉强度比工业纯钛稍高，可以做中等强度范围的结构材料。
国内主要用做焊丝。
TA5是一种全α型合金。
它的抗拉强度比工业纯钛高，但塑性稍差，有良好的焊接性能及耐腐蚀性能。
这种合金在要求在退火状态下交货，可用做海水腐蚀环境下的结构材料。
目前已成功地应用于造船工业。
TA6是一种全α型的钛－铝二元系合金。
它的抗拉性能高于TA4，但是它的塑性稍差。
用它制成的板材可进行冷冲压，焊接性能良好，耐蚀性好。
它和TA5一样，也是在退火状态交货，适用于400℃以下和存在浸蚀介质的环境下工作。
全方位的讲解钛及钛合金材料_钛及钛合金_
全方位的讲解钛及钛合金材料_钛及钛合金_钛是一种化学元素，其原子编号为22，符号为Ti。
它是一种轻质、高强度和耐腐蚀性的金属，具有广泛的应用领域。
本文将全方位地介绍钛及钛合金材料，包括其性质、制备方法、应用以及未来的发展方向。
首先，我们来了解钛及钛合金的性质。
钛是一种非常轻的金属，其密度只有4.54克/立方厘米，大约是钢的一半，但它的强度却非常高。
此外，钛具有优异的耐腐蚀性，对许多常见的腐蚀介质，如海水、氯化物和酸等，都具有良好的抵抗能力。
钛还具有良好的生物相容性，因此在医疗器械和植入物等领域也得到广泛应用。
然后，我们来了解钛及钛合金的制备方法。
目前，主要有两种制备钛及钛合金的方法：矿石冶炼法和粉末冶金法。
矿石冶炼法是通过还原法将天然的钛矿石提炼成钛金属。
而粉末冶金法则是将钛和钛合金的粉末混合，并经过多道工序制备成最终的材料。
接下来，我们来探讨钛及钛合金的应用。
由于钛的轻量化和高强度特性，它在航空航天、汽车、船舶和运动器材等领域得到广泛应用。
在航空航天领域，钛及钛合金常被用于制造飞机的结构件、发动机部件和壳体。
在汽车领域，钛及钛合金可以用于制造轮毂、排气系统和车身结构件，以减轻车辆重量并提高燃油效率。
此外，钛合金也被用于制造人工关节、种植物和牙科修复材料等医疗器械。
最后，我们来看一下钛及钛合金的未来发展方向。
目前，随着科技的不断进步，对材料性能的要求也越来越高。
因此，钛及钛合金的研发与应用仍有许多改进空间。
在材料制备方面，粉末冶金法可能会成为主流，能够制备出更复杂的形状和更高性能的钛合金材料。
此外，通过控制合金元素的含量和添加新的合金元素，我们也可以进一步改善钛及钛合金的性能。
同时，使用先进的加工技术，如增材制造和织构制备，也可以提高钛及钛合金的性能和制备效率。
总结：钛及钛合金材料具有轻量化、高强度和耐腐蚀性等优异属性，在航空航天、汽车、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，钛及钛合金的制备和应用也在不断创新进步。
钛及钛合金板带材生产学习资料
钛及钛合金板带材生产学习资料1.钛及钛合金板带材的生产过程（1）原料准备：钛及钛合金的原料主要是钛矿石，在矿石经过破碎、磁选、浮选等工艺处理后，获得钛精矿。
（2）冶炼：钛精矿首先进行还原反应，将氧化钛还原为金属钛。
然后，通过熔炼或电解等工艺，将还原后的金属钛提纯得到纯钛或各类钛合金。
（3）板带材生产：在板带材生产过程中，钛及钛合金首先经过精炼、铸造等工艺，制备成钛板带材的毛坯。
然后，通过轧制、拉拔等多道工序，使钛板带材形成所需的尺寸和性能。
2.钛及钛合金板带材的应用（1）航空航天：钛及钛合金板带材具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，可以应用于飞机机身、发动机零部件、螺旋桨等领域。
（2）化工：钛及钛合金板带材对酸、碱、盐等具有较好的抗腐蚀性，可以应用于化工设备、储罐、管道等。
（3）医疗设备：钛及钛合金板带材对人体无害，具有良好的生物相容性，可以应用于人工关节、牙科种植等。
（4）其他领域：钛及钛合金板带材还可以应用于汽车、海洋工程、电子设备等。
3.钛及钛合金板带材的性能（1）力学性能：钛及钛合金板带材的抗拉强度和屈服强度较高，并且具有良好的韧性。
（2）耐腐蚀性能：钛及钛合金板带材对酸、碱、盐等具有较好的抗腐蚀性能。
（3）热稳定性：钛及钛合金板带材在高温环境下仍然能够保持较好的性能。
（4）生物相容性：钛及钛合金板带材对人体无害，具有良好的生物相容性。
4.钛及钛合金板带材的未来发展目前，钛及钛合金板带材在航空航天等高端领域已经得到了广泛应用，并且也在其他领域有不断拓展。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：（1）提高生产工艺：通过改进冶炼工艺、提高板带材生产技术，降低生产成本，提高产品质量。
（2）新材料的研发：研发新型钛合金材料，提高钛及钛合金板带材的性能，拓展应用领域。
（3）应用拓展：钛及钛合金板带材在汽车、电子、新能源等领域的应用还有很大的发展空间，可以进一步拓展市场。
总而言之，钛及钛合金板带材是一种重要的材料，在航空航天、化工、医疗设备等领域有广泛应用。
《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。
在此添加您的文本16字
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。
在此添加您的文本16字
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。
在此添加您的文本16字
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。
感谢您的观看
THANKS
《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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
产品名称：钛丝材质：Gr1,Gr2,Gr3,Gr5,Gr5 ELI,TA1,TA2,TC4,BT-14执行标准：GB/T3623-98,AWSA5.16 AMS,ASTMF 136-84,ASTM F67产品名称:钛棒材质:Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5,Gr7,Gr11,Gr12TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7TA9 TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 Ti6AL-4V ELT执行标准:GB/T2965-98,ASTM B 348-83,ASTM F136-95,AMS4928,ASTM F67产品规格：直径3---200mm产品名称：钛板材质: Gr1 Gr2 Gr3 Gr4 Gr5 Gr7 Gr11 Gr12TA0 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6 TA7 TA9TA10 TC1 TC2 TC3 TC4 TB2产品规格:厚度0.3---60mm宽度：600---1400mm长度：大于2000mm执行标准：GB/T3621-94 ASTM B265-ASME GB/T4845-93AMS供货形式：热轧退火钛标准件材质：纯钛（Gr1,Gr2），合金（6Al-4V)种类：钛螺丝，钛标准件，钛垫片钛螺丝标准类型：多款选择，样品或现货钛螺丝类别有：平头十字机丝、平头内六角机丝、平头机丝半牙、半圆头内六角机丝、半圆头十字机丝、大扁头内六角机丝钛螺丝规格有：M3、M4、M5、M6、M8、M10、M12、M14、M16、M8、M20、M22、M24、M26、M28、M30产品名称：钛管材质：Gr1 Gr2 Gr3 Gr7 Gr9 Gr12 Gr23执行标准：ASTM B338,ASTM B337, GB/T3624,GB/T3625产品规格：外径5.0---144mm壁厚0.3--20mm供货形式：无缝管，焊接管钛铜复合/钛包铜棒钛铜复合棒的性能：钛铜复合棒作为金属阳极的主要部件，其作用有以下３点：一：支撑阳极；钛铜复合棒具有一定的强度和抗弯曲性能，复合棒材的屈服强度达到１２８ＭＰa，充分满足生产设计要求。
二：优良的导电性；采用爆炸+轧制法生产工艺使钛铜能完全紧密复合，不产生脱层因此具有良好的导电性能，复合强度达到135Mpa，而微电阻为7.77×10—6Ω。
三：耐腐蚀性，钛铜复合棒外层直接与电解介质接触，外层的纯钛具有优异的抗腐蚀性能（见后表），其寿命比其它材料电极长10倍以上。
钛铜复合棒又称钛包铜，是在铜棒上包覆一定厚度的钛层。
主要应用于较强腐蚀工况条件下的一种导体本发明涉及钛铜复合棒的制造工艺，尤其是宽厚比≥６矩形钛铜复合棒的包覆法制造工艺，采用的工艺方法是在铜板的上下表面贴覆一层钛合金板，通过爆炸复合等方法制成钛铜复合板，在钛铜复合板的两个侧面覆盖一层钛合金板，再将钛合金板与钛铜复合板的侧面通过焊接等方法连接，使得铜板周面被一层钛合金板全部包覆。
由于钛合金板与夹层铜板贴合紧密，制造过程中钛合金板变形量极小，有效保证了钛合金板不会因变形量过大而破损，工艺过程简单高效，达到节约钛材、提高生产效率及降低生产成本的目的。
执行标准：GB/T12769—2003 覆层材料：钛Ti、镍Ni、锆Zr、不锈钢（316L）等基层材料：紫铜（T2）、无氧铜（TU2）、铝（AL）等端面形状及规格（mm）圆形：φ（2～８０）×（0.5～3.0）鼓形：φ（２５、２７、２９、３２、３４）×１４×（1.0～2.0）方形：边长（1０～４０）5 扁形：长（1０～１００）×宽（１０～３０）圆角过渡Ｒ（３～５）可根据用户要求生产不同规格的圆形、鼓形、方形、扁形等复合棒，还可进行不同形状的弯曲及组焊。
并可根据用户要求试制其它规格产品钛铜复合棒的检验采用超声波探伤检测钛铜复合/钛包铜棒执行标准：GB/T12769-2003钛铜复合/钛包铜棒覆层材料：钛Ti 、锆Zr 、镍Ni 、不锈钢(316L)等钛铜复合/钛包铜棒基层材料：紫铜(T1 、T2)、无氧铜(TU2 )、铝( AL)等钛铜复合/钛包铜棒端面形状及规格(mm)圆形：Φ(2 ～80)或按客户需求。
鼓形：Φ(25、27、29、32、34)×14或按客户需求。
方形：边长(6 ～50)或按客户需求。
扁形：厚(3 ～30 )×( 10 ～150)或按客户需求。
圆角过渡R( 2 ～5)或按客户需求。
钛铜复合/钛包铜棒采用国际检验标准确保产品的电气可靠性和使用寿命所有BAODA系列电加热器出货前都经过严格检查，由采购日起，提供长达一年的维修保证。
在正常、正确的使用下若有任何损坏，都提供免费维修的服务。
但对客户的不当使用、误用、错误安装等所造成的损坏，则不在保证之内。
如：1、溶剂温度过高2、溶剂过浓3、出现污物时4、溶剂扰流停止时5、溶剂中有氧气或氧化剂时6、发生腐蚀作用时7、使用禁用药品8、因使用其它酸液导致第二次化学反应9、有不可溶解的气体出现时10、有否接错电源11、有熔接剂在液面飘浮其它如移动设备重新安装，未经认可的维修及偶发或必然的情形而发生损坏等等，则不负责损失费用。
如有任何不明事项或对产品有任何疑问，欢迎就近洽询。
优异的品质、省电、创造高热效率、精益求精是我们的目标。
钛铜复合/钛包铜棒产品特点：1、???? 高功率从0.5KW至140KW。
2、各种材质。
有白铁304、316、316L钛金属，石英及铁氟龙依不同型状的要求，而有直立式及底部加热的L型。
3、电压有120V单相，220V、380V、460V单相、三相200V、480V三相。
4、可选用过温保护开头配套使用。
5、BAODA系列产品的耐腐蚀性能比较。
项目钛不锈钢铅石英玻璃可耐腐蚀硝酸、醋酸、蚁酸、10%硫酸、铬酸、弱碱、氯化物硝酸、醋酸、磷酸、碱液硫酸、稀盐酸、磷酸、铬酸盐酸、硫酸、硝酸、铬酸、磷酸、草酸不耐腐蚀硫酸、磷酸、盐酸、草酸、氢氟酸、氟化物硫酸、盐酸、氢氟酸热浓硫酸、硝酸、醋酸、碱液氢氟酸、氟硅酸、高温磷酸、强碱??三、产品的选型：1、溶液升温所需的热量按下式计算：式中Q - 溶液升温所需的热量（KJ/H）V - 溶液溶积（L）r - 溶液比重（KG/L）C - 溶液比热（KJ/Kg。
C）t2- 溶液工作温度（。
C）t1- 溶液初始温度（。
C）T - 升温时间（H）β- 附加热损失系数，可取β≈1.15-1.32.电加热所需的功率按下式计算：四、产品安装：1电热器一般沿槽的长度（或宽度）方向，匀布于操作时不被工件碰挂一侧（或两侧），靠槽壁安装，在电解槽中，可置于极板与槽壁之间。
2、电热器可采用槽边固定、槽壁固定、极棒上悬挂等安装方式，利用接线安装板与支撑件配钻，螺栓固紧。
3、接线时注意三相平衡，勿将220V或380V电源接错。
4、安全接地，通过漏电开关。
5、发热管之间应保持一定间距，若相互紧贴易过热烧坏。
五、应客户要求：1、确保管子发热部分（红线标志）必须浸没于溶液中，若露出液面，会过热烧坏，生产过程中应及时加水，保持标定液面。
2、加热过程中，不能将电热器从液中取出，应停电数分钟后取出。
3、用于高溶度溶液剂加热；注意下班时将电热器从槽液中取出，用水冲洗，以防低温时溶液沉渣在发热管上结晶，结块。
液体加热电热器温度过热保护器的种类温度保险丝：温度保险丝装置在加热器旁的套管内，当液位降低，温度超过保险丝安全值时，保险丝便会烧断，起到保护加热器的作用。
保险丝烧断后需要更换，温度保险丝的参数：250V5A105℃或95℃。
温度开关：温度开关（Sensor）装置在加热器旁的套管内，当液体降低，温度超过温度开关过温点时，温度开关会开启，关掉电源，起到保护加热的作用。
当温度降低时可重新接通电源。
温度开关的参数：250V5A105℃。
温度开关的重新接通温度比过温点低15℃。
由于可通电流的限制，温度保险丝，温度开关一般都需要配接触器，不可直接连接电源和电热器负载上。
1、钛阳极尺寸稳定，电解过程中电极间距离不变化，可保证电解操作在槽电压稳定情况下进行。
2、钛阳极工作电压低，因此电能消耗小，可节省电能消耗，直流电耗可降低10％～20％。
钛阳极工作电压低的主要原因：1）活性涂层钛阳极对氯和氧的过电位均比较低。
盐水电解生产氯碱时，钛阳极对氯过电位低，在1A/cm2时比石墨阳极低140mV;2）可降低“气泡屏蔽效应”，金属阳极表面生成的气泡比较细小，且脱离迅速，这样电极间充气度大为降低，两极间欧姆降大约为700mV，气泡直径约为3mm;3）降低了阳极结构的电阻;4）缩短了极间距离。
20世纪60年代，全世界食盐电解工业年耗电量约1500亿度，使用金属阳极后，每年可节约电能约3亿度。
3、钛阳极工作寿命长，隔膜法生产氯碱工业中，金属阳极耐氯和碱的腐蚀，阳极寿命己达6年以上，而石墨阳极仅为8个月。
4、可克服石墨阳极和铅阳极溶解问题，避免对电解液和阴极产物的污染，因而可提高金属产品纯度。
5、可提高电流密度。
隔膜法生产氯碱中，石墨阳极的工作电流密度为8A/dm2，钛阳极可成倍地增加，达17A/dm2，这样在电解厂房、电解槽相同的条件下，产量可增加1倍，提高了单槽生产能力，有效地提高了劳动生产效率。
在高工作电流密度下进行电解时，使用钛阳极比较适宜。
6、氯碱生产中，使用钛阳极后，产品质量高，氯气纯度高，不含CO2,碱浓度高，可节省加热用蒸汽，节省能源消耗。
7、耐腐蚀性强，可在许多腐蚀性强，有特殊要求的电解介质中工作。
8、可避免铅阳极变形后的短路问题，因而可提高电流效率。
9、钛阳极重量轻，可减轻劳动强度。
10、开关制作容易，可高精度化。
11、基体金属钛可多次反复使用。
12、金属阳极的出现，使用氯碱工业中近期涌现出的最新离子膜电解技术得以设计和实现工业化。
13、由于采用了金属阳极，氯酸盐电解槽的高温、高电流密度操作成为可能。
金属阳极的采用使电解槽构造得以改善，降低了电能消耗，加快了次氯酸盐生气氯酸盐的化学反应，从而提高了生产性能。
14、采用了DSA，水银法及隔膜法食盐电解槽的设计概念和操作条件得以改进，能耗得以降低。
DSA低的过电位特性，电极间表面及电极的气泡容易排除，是金属阳极电解槽槽电压降低的重要原因。
由于钛阳极具有很多优点，它的开发使氯碱工业取得很大经济效益，因此很快便在世界各地推广使用。
氯碱生产能力，全世界约4100万吨/年，采用钛阳极不小于70％，钛阳极被誉为氯碱工业一项重大技术革命。