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- 供应TA18钛合金 TA18钛合金管
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- 钛是现代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被用于各个领域。
钛、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,是非常理想的金属材料,它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为工业中的合金。
性能 钛是一种金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。
99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
强度高: 钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。
目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
热强度高: 使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。
钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。
抗蚀性好: 钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、*物、氯的有机物品、*、*等有优良的抗腐蚀能力。
但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
低温性能好: 钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。
低温性能好,间隙元素**低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。
因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
化学活性大: 钛的化学活性大,与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。
含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN 硬质表层;在600℃以上时,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,也会形成脆化层。
吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15 mm,硬化程度为20%~30%。
钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生粘附现象。
导热系数小、弹性模量小: 钛的导热系数λ=15.24W/(m.K)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,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
用途: 钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。
另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。
还有抗磨性差,生产工艺复杂。
钛的工业化生产是1948年开始的。
航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。
目前*钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合号近30种。
使用的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
热处理: 常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。
退火是为了*内应力、提高塑性和组织稳定性,以获得较好的综合性能。
通常α合金和(α β)合金退火温度选在(α β)─→β相转变点以下120~200℃;固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解,得到α相或化合物等细小弥散的相质点,达到使合金强化的目的。
通常(α β)合金的淬火在(α β)─→β相转变点以下40~100℃进行,亚稳定β合金淬火在(α β)─→β相转变点以上40~80℃进行。
时效处理温度一般为450~550℃。
热处理工艺: 1.*应力退火:目的是为*或减少加工过程中产生的残余应力。
防止在一些腐蚀环境中的化学侵蚀和减少变形。
2.完全退火:目的是为了获得好的韧性,改善加工性能,有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。
3.固溶处理和时效:目的是为了提高其强度,α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理,在生产中只进行退火。
α β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金可以通过固溶处理和时效使合金进一步强化。
此外,为了满足工件的特殊要求,工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。
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