金属材料学5)钛合金2006.9.1.pdf

第五章 钛合金 材料学院 陈铮 本科生学位课 金属材料学 1 第一节 发展史 材料学院 陈铮 本科生学位课 金属材料学 2 钛的发现与工业化 钛的发现与工业化 1791年英国W.Gregor在黑磁铁矿中发现了一种新 1791年英国W.Gregor在黑磁铁矿中发现了一种新 的金属元素；1795年德国化学家M.H.Klaproth在 的金属元素；1795年德国化学家M.H.Klaproth在 研究金红石时发现了该元素，以希腊神Titans命 研究金红石时发现了该元素，以希腊神Titans命 名。1910年美国科学家M.Hunter使用钠还原TiCl4 名。1910年美国科学家M.Hunter使用钠还原TiCl4 制取了纯钛。 制取了纯钛。 1940年科学家W．J．Kroll用镁还原TiCl 制得了纯 1940年科学家W．J．Kroll用镁还原TiCl 制得了纯 4 4 钛，镁还原法和钠还原法成为生产海绵钛的工业 钛，镁还原法和钠还原法成为生产海绵钛的工业 方法。美国在1948年用镁还原法制出了2t海绵钛 方法。美国在1948年用镁还原法制出了2t海绵钛 。我国从1958年开始金属钛的生产，目前产量约 。我国从1958年开始金属钛的生产，目前产量约 占世界总产量的4％。 占世界总产量的4％。 3 西北工业大学 材料学院 陈铮 本科生学位课 金属材料学 第一个实用的钛合金 第一个实用的钛合金 1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于耐热 1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于耐热 性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀 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，成为钛合金工业中的王 性和生物相容性均较好，成为钛合金工业中的王 牌合金。 牌合金。 该合金使用量已占全部钛合金的75 ％～85 ％。其 该合金使用量已占全部钛合金的75 ％～85 ％。其 他许多钛合金可看做是Ti-6Al-4V合金的改型。 他许多钛合金可看做是Ti-6Al-4V合金的改型。 4 西北工业大学 材料学院 陈铮 本科生学位课 金属材料学 钛合金的发展过程 钛合金的发展过程 20世纪50～60年代，发展航空发动机用的高温钛合金和机 20世纪50～60年代，发展航空发动机用的高温钛合金和机 体用的结构钛合金。 体用的结构钛合金。 70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金 70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金 和高强钛合金进一步发展。 和高强钛合金进一步发展。 50年代到90年代，耐热钛合金的使用温度由400℃提高到 50年代到90年代，耐热钛合金的使用温度由400℃提高到 600～650℃。 600～650℃。 A2(Ti3Al)和r （TiAl ）基合金，使钛在发动机的使用由冷 A2(Ti3Al)和r （TiAl ）基合金，使钛在发动机的使用由冷 端向热端推进