【2017年整理】钛合金中常见合金元素的作用.doc

钛合金中常见合金元素的作用 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。 铝： 除工业纯钛外，各类钛合金中几乎都添加铝，铝主要起固溶强化作用，每添加1％Al，室温抗拉强度增加50MPa。 铝在钛中的极限溶解度为7.5％；超过极限溶解度后，组织中出现有序相Ti3Al(α2)，对合金的塑性、韧性及应力腐蚀不利，故一般加铝量不超过7％。 铝改善抗氧化性，铝比钛还轻，能减小合金密度，并显著提高再结晶温度，如添加5％Al可使再结晶温度从纯钛600℃提高到800℃。铝提高钛固溶体中原子间结合力，从而改善热强性。在可热处理β合金中，加入约3％的铝，可防止由亚稳定β相分解产生的ω相而引起的脆性。铝还提高氢在α-Ti中的溶解度，减少由氢化物引起氢脆的敏感性。 锡和锆： 属中性元素，在α-Ti和β-Ti中均有较大溶解度，常与其他元素同时加入，起补充强化作用。 为保证耐热合金获得单相α组织，除铝以外，还加入锆和锡进一步提高耐热性；同时对塑性不利影响比铝小，使合金具有良好的压力加工性和焊接性能。 锡能减少对氢脆的敏感性。钛锡系合金中，锡超过一定浓度后形成有序相Ti3Sn，降低塑性和热稳定性。 为了防止有序相Ti3X(α2相)的出现，考虑到铝和其它元素对α2相析出的影响，Rosenberg提出铝当量公式。 只要铝当量＜8～9％，就不出现α2相 钼、钒： β稳定元素中应用最多，固溶强化β相，并显著降低相变点、增加淬透性，从而增强热处理强化效果。含钒或钼的钛合金不发生共析反应，在高温下组织稳定性好；但单独加钒，合金耐热性不高，其蠕变抗力只能维持到400℃；钼提高蠕变抗力的效果比钒高，但密度大；钼还改善合金的耐蚀性，尤其是提高合金在氯化物溶液中抗缝隙腐蚀能力。 锰、铬： 强化效果大，稳定β相能力强，密度比钼、钨等小，故应用较多，是高强亚稳定β型钛合金的主要加入元素。但它们与钛形成慢共析反应，在高温长期工作时，组织不稳定，蠕变抗力低；当同时添加β同晶型元素，特别是钼 时，有抑制共析反应的作用。 硅： 共析转变温度较高(860℃)，加硅可改善合金的耐热性能，因此在耐热合金中常添加适量硅，加入硅量以不超过α相最大固溶度为宜，一般为0.25％左右。由于硅与钛的原子尺寸差别较大，在固溶体中容易在位错处偏聚，阻止位错运动，从而提高耐热性。 稀土： 提高合金耐热性和热稳定性。稀土的内氧化作用，形成了细小稳定的RExOv颗粒，产生弥散强化。由于内氧化降低了基体中的氧浓度，并促使合金中的锡转移到稀土氧化物中，这有利于抑止脆性α2相析出。此外，稀土还有强烈抑制β晶粒长大和细化晶粒的作用，因而改善合金的综合性能。 小结：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。 上海坚铸实业有限公司地址：上海市青浦区华新镇叙北路299号电话：021PAGE - PAGE 16 - 2004年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（新、老课程） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。 以下数据可供解题时参考： 原子量：H：1 O：16 Mg：24 Al：27 Cl：35.5 Cu：40 Fe；56 Zn：65 第Ⅰ卷 1．某种病毒已侵入人体细胞内，机体免靶细胞发挥的免疫作用是 （ ） A．体液免疫 B．细胞免疫 C．自身免疫 D．非特异性免疫 2．下列关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是 （ ） A．光合作用和呼吸作用都包括一系列氧化还原反应 B．光合作用和呼吸作用必须在有水的条件下进行 C．光合作用的全部反应是呼吸作用全部反应的逆转 D．光合作用和呼吸作用都是能量转化过程 3．列下关于实验的描述，正确的是 （ ） A．将在蔗糖溶液中已发生质壁分离的洋葱表皮细胞转到更高浓度的蔗糖溶液中，则发生质壁分离复原 B．将斐林试剂加入到蔗糖溶液中，加热后出现砖红色沉淀 C．将肝脏研磨液煮沸冷却后，加入到过氧化氢溶液中立即出现大量气泡 D．将双缩脲试剂加入到蛋清稀释液中，溶液变成紫色 4．肺炎双球菌中的S型