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钛合金高分子11—02苏灵芝5411040102323.2 钛的物理性质⑴密度小、比强度高：密度约为钢或镍合金一半，比强度高于铝合金及高合金钢。⑵导热系数低：为低碳钢的五分之一，铜的二十五分之一。⑶无磁性：强磁场中不被磁化，无毒且与人体组织及血液有很好的相容性。⑷导电性能差（为铜的3.1%）、热膨胀系数小（与玻璃相近）。⑸抗阻尼性能强：钛自身振动衰减时间比钢、铜长。⑹耐热性高：因熔点高，使得钛被列为耐高温金属。⑺耐低温：低温下保持良好的韧性及塑性，是低温容器的理想材料。⑻易吸气：钛的化学性质非常活泼，高温下易与碳、氢、氮及氧发生反应。⑼耐蚀性好：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。地壳中钛元素含量位列第四 (0.86%) ，居铝、铁、镁之后。自然界中不存在纯钛，仅以氧化物存在，如FeTiO3、TiO2。强度与钢相当，而密度几乎仅有钢的一半。Rutile (TiO2)Ilmenite (FeTiO3) 室温下钛比较稳定。 高温下活泼，熔化态能与大多数坩埚造型材料发生作用。 高温下与卤素、氧、硫、碳、氮等进行强烈反应。 钛在真空或惰性气氛下熔炼，如真空自耗电弧炉、电子束炉、等离子熔炉等设备中熔炼。 钛在氮气中加热会发生燃烧，钛尘在空气中会发生爆炸，所以钛材加热和焊接宜用氩气作保护气体。 钛在室温可吸收氢气，500℃以上吸气能力更强烈，可作为高真空电子仪器的脱气剂；利用钛吸氢和放氢的特性，可以作储氢材料。 钛合金TA表示组织为α的钛合金包括全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 。TB表示组织为β的钛合金包括热力学稳定型β合金、亚稳定β型合金和近β型合金主要加入的合金元素：Mo、VTC表示组织为α＋β的钛合金：以Ti-Al为基再加适量β稳定元素合金类型Rel/MPaRm/MPaA/%特点α型200～500250～55015～2599%纯钛，性能随氧含量变化近α型850～1000950～110012～15有一定的蠕变抗力， 少量β（杂质Fe的稳定作用）可细化晶粒；焊接性能好，可进行锻造。α＋β型900130010～15低温到400℃范围内均有较好的性能；通过热机械处理很容易改变晶粒结构。β型110014006～10可时效热处理；时效前的成形性能优良。钛合金中常见合金元素及其作用钛合金中的常加入的合金元素：铝、锡、锆、钼、钒、铬、铁、硅、铜、稀土，其中应用最多的是铝。合金元素的作用： ⑴固溶强化：提高室温强度最显著的元素为铁、锰，铬、硅，其次为铝、钼、钒，而锆、锡、钽、铌强化效果差。⑵稳定α相或β相：合金元素提高或降低相变点。⑶增强热处理强化效果：β稳定元素增加合金淬透性。⑷消除有害作用：铝、锡防止ω相，稀土抑制α2相析出，β同晶元素阻制β相共析分解。⑸改善合金的耐热性：加入铝、硅、锆，稀士等。⑹提高合金的耐蚀性和扩大钝化范围：加钯、钌、铂，钼等。钛合金的生产提取工艺 ： Kroll 提取工艺熔化工艺： 电渣精炼法Electroslag Refining (ESR) 真空电弧重熔法Vacuum Arc Remelting (VAR) 电子束熔炼 (EBM) 等离子熔炼(PAM) 感应凝壳熔炼法钛合金的热处理：退火、淬火时效、化学热处理退火用于各种钛合金，是纯钛和α型钛合金的唯一热处理方式淬火时效：用于α+β、α+化合物和亚稳定β型钛合金。退火 退火：消除应力，提高塑性及稳定组织。 工艺：去应力退火、再结晶退火、双重退火、等温退火和真空去氢退火等。 去应力退火：消除冷变形、铸造及焊接等工艺过程中产生的内应力，退火过程主要发生回复。退火温度一般为450～650℃。消除应力退火所需时间取决于工件厚度和残余应力大小。 完全退火：消除加工硬化、稳定组织和提高塑性。这一过程主要发生再结晶，也称再结晶退火；同时也有α相、βm相在组成、形态和数量上的变化，大部分α和α+β钛合金都是在完全退火状态下使用。退火温度介于再结晶温度和相变温度之间，如果超过Ts点，因形成粗大魏氏组织而使合金性能恶化。淬火时效（强化热处理） ⑴钛合金与钢铁强化机制的区别主要为：①钢淬火所得马氏体硬度高，强化效果大，回火使钢软化。而钛合金淬火所得马氏体硬度不高，强化效果小，回火使钛合金产生弥散强化。②钢只有一种马氏体强化机理，而同一成分的α+β型钛合金有两种强化机理：高温淬火β相中所含β稳定元素小于临界浓度，得到马氏体，时效时马氏体分解产生弥散强化；低温淬火β相中所含β稳定元素大于临界浓度，得到亚稳定βm＋α”，再经时效，βm相分解为弥散相使合金强化。化学热处理 钛合金的摩擦系数较大，耐磨性比钢约