鈦是同素異構體,熔點為1668℃,在低於882℃時呈密排六方晶格結構,稱(chēng)為(wéi)α鈦;在882℃以(yǐ)上呈體心立方晶格結構,稱為β鈦。利用鈦的上述兩種(zhǒng)結構的(de)不同特點,添加(jiā)適當的合金元素,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同(tóng)組織的鈦合金。室溫下,鈦合金有三(sān)種基體組織,鈦合金也就分為以下(xià)三類:α合金,(α+β)合金和(hé)β合金。中國(guó)分別(bié)以TA、TC、TB表示。
α鈦(tài)合(hé)金(jīn)
它是(shì)α相固溶體組成的單相合(hé)金,不論是在一般溫度下還是在較高的(de)實際應用溫度下,均是α相,組織穩定,耐磨(mó)性高於純鈦,抗氧化能(néng)力強。在(zài)500℃~600℃的溫(wēn)度下,仍保持(chí)其強度和抗(kàng)蠕變性(xìng)能,但不能(néng)進行熱處理強化,室溫強度(dù)不高。
β鈦合金
它是β相固溶體組成的單相合(hé)金,未熱處理即具有較高的強度,淬火、時(shí)效後合金得到(dào)進一步強化,室溫強度可達1372~1666 MPa;但熱(rè)穩定性較差(chà),不宜在高溫下使用。
α+β鈦(tài)合金
它是雙相合金,具有良好的綜合性能,組織穩定性好,有良好的韌性、塑性和(hé)高溫變形性能,能較好地進行熱壓力加工,能進行淬火、時效使合(hé)金強化。熱處理(lǐ)後的強度(dù)約比退火狀態提高50%~100%;高溫強度高,可在400℃~500℃的溫度下長期工(gōng)作,其熱穩定性次(cì)於α鈦合金(jīn)。
三種鈦合(hé)金中最常(cháng)用的是α鈦合金和α+β鈦合金(jīn);α鈦(tài)合金的切削加工性最好(hǎo),α+β鈦合金(jīn)次之,β鈦合金最差(chà)。α鈦合金代號為TA,β鈦合金代號為TB,α+β鈦(tài)合金代號為TC。
鈦合金按用(yòng)途可分為耐熱合(hé)金、高強合金、耐蝕(shí)合金(鈦-鉬,鈦-鈀合(hé)金等)、低溫合金以及特殊(shū)功能合金(鈦(tài)-鐵貯氫材(cái)料和鈦-鎳記憶(yì)合金)等。
熱處理:鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得(dé)不同的相組成和組織。一般認為(wéi)細小等軸組織具(jù)有較好的(de)塑性、熱穩定性和疲勞強度;針(zhēn)狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性;等軸和針(zhēn)狀混合組(zǔ)織具有較好的綜合性能。
新鈦合金
新(xīn)鈦(tài)合金由兩種鈦晶體的混(hún)合物組成,稱為α-鈦相和β-鈦相,每種鈦晶體對(duì)應於特定的原子排列。氧氣和鐵是α-鈦相和β-鈦相的兩種最(zuì)強(qiáng)大的穩定劑和(hé)強化劑,它(tā)們豐富(fù)而廉價。
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