1、常用钛合金应用范围参考表
组别 | 牌号 | 主要特性 | 用途举例 |
工业纯钛 | TAl、TA2、TA3 | 钛含量较高,其力学性能与化学性能与不锈钢相似,强度相对钛合金不高,塑性好,易于加工成型,冲 压、焊接性能良好。在大气、海水等环境中具有良好耐腐性,抗氧化
性强于不锈钢,但耐热性较低。 | 主要用于工作温度350°c以下,受力不大但要求高塑性的冲压件和耐腐蚀结构件,如飞机骨架,船舶管道、阀门、泵,热交换器,蒸馏塔、冷却器、离子泵、压缩机气阀。工业上一般要求高形成性采用TA1, 耐磨及高强
度采用TA3,平常应用最广泛为TA2。 |
α型钛合金 | TA4 | 不能热处理强化,只能靠固溶强化,室温强度较低,但高温 (500-600°c)下的强度和蠕变极
限是最高的。且组织稳定,抗氧化
性和焊接性良好,耐腐蚀性和切割
加工性良好,冲压性差。 | 国内主要用于焊丝 |
TA5
TA6 | 用于400°c以下腐蚀介质中的零件,如飞机骨架、船舶叶片等。 |
TA7 | 用于500°c以下的锻件、零件,短时使用可达900°,也可做超低温部件(-253°),如超低温容器 |
TA8 | 用于500°c以下长期使用的零件,如发动机压气机盘及叶片。 |
α+β型钛合金 | TC1、TC2 | 具有良好的综合力学性能,大部分可做热处理强化,可锻造、冲
压及焊接,室温强度高,150°c-
500°c温度范围内具有良好的耐
热性,具有良好的低温韧性及耐腐蚀性,Tc4为使用最广泛的合
金材料。 | 400°c以下工作的冲压件、焊接件及模锻件。 |
TC3、TC4 | 400°c以下长期使用的零件,容器、泵 等低温件,军工件、医用器械、户外、强度需求高的零件 |
TC6 | 450°c以下长期使用的军工件、航天器材 |
TC7、TC9 | 500°c以下使用的零件,航空发动机上的压气机盘及叶片。 |
TC10 | 450°c以下长期使用的零件,飞机结构件、起落架、武器外壳 |
2、钛合金材料的特性
1)无磁性
钛不含有害重金属,无毒害且与人体组织及血液非常好的相溶型,所以被医疗界用制作多种植入人体的人体器官和身体部件。钛是无磁性金属,在很大的磁场中也不会被磁化。
2)轻量化
钛的密度为4.51G/CM3,高于铝密度(7.9/CN3),钛虽然不是最硬的金属,但比强度却是所有金属中最高的,相同体积材料的钛材要比钢材要轻40%。
3)耐腐蚀性
钛在许多介质都中都很稳定,强酸,强碱甚至被称为“酸中之王”的王水都不能腐蚀它,钛可以置于在深海100年丝毫不会生锈。因为在空气中或含氧的介质中,钛的表面会生成一层极簿、致密、坚固的氧化膜,保护它不被席蚀。即使磨损之后也会很快的自愈或重新再生,所以钛又被称作“智慧金属”。
4)不惧极寒和高温
钛的熔点是1668℃,钛合金可以在500℃的高温下长期使用而不会发生疲劳,钛的强度会随着温度障低而提高,但塑性变化却不大。纯钛在-259℃的极寒环墳下,依然可以保持较好的延性及韧性,避免了普通金属的冷脆性,是低温作业装备做好的选材。
5)强于钢的硬度
钛的抗拉强度/屈照强度高,意味着钛材料在成形之后不容易受到庄力或拉力而发生形变。相同体积的钛村强度高于其它金属村料。由于钛的屈服极限和弹性模型的比使钛成型时回弹能力大。
6)换热性能好
钛的导热系数虽然比碳钢和铜低,但由于钛优异的耐腐蚀性能,钛制品的壁厚可以大大减薄,而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝,减少了热阻,钛表面不结垢可以减少热阻,使钛的
换热性能显著提高。
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