職業(yè)教育材料成型與控制專業(yè)教學(xué)資源庫

職業(yè)教育材料成型與控制專業(yè)教學(xué)資源庫主講教師：王凡?金屬材料與熱處理?課程鈦合金的特點(diǎn)和應(yīng)用目錄鈦titanium源自單詞titans，是希臘神話里曾統(tǒng)治宇宙的古老神族的名字。泰坦尼克號(hào)Titanic也是來源于這個(gè)詞。不過鈦合金可不像泰坦尼克號(hào)那么脆弱了。鈦合金是一種性能非常良好的金屬材料一、鈦合金的特點(diǎn)在純鈦中參加鋁，鉬，鉻，錫，錳和釩等元素形成鈦合金。一、鈦合金的特點(diǎn)鈦合金在航空航天和軍工領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用。鈦合金的開展對一個(gè)國家的國防和科技開展具有重要的戰(zhàn)略意義。現(xiàn)代金屬戰(zhàn)略金屬難道是因?yàn)殁佋胤浅Ｏ∩賳?？其?shí)并不是這樣。金紅石和鈦白粉的主要成分就是二氧化鈦。但是要變成鈦合金，要把金紅石經(jīng)氧化并蒸餾提純成四氯化鈦，再經(jīng)過鎂復(fù)原制成海綿鈦，最后加工成鈦材。二、鈦合金的來源鈦合金有如此良好的性能，但是為什么應(yīng)用不夠廣泛呢？而且鈦合金不易切削和熱加工，想制成一定形狀就比較困難了，所以鈦合金的價(jià)格仍然居高不下。二、鈦合金的來源金紅石鈦白粉金紅石氧化蒸餾提純四氯化鈦海綿鈦鎂復(fù)原鈦材鈦合金具有α相和β相的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的溫度隨參加的合金元素的性質(zhì)和含量而定。不同合金元素對鈦合金的組織和性能的影響不同。三、鈦合金的分類參加鋁、鎵、氧、氮、碳等α穩(wěn)定元素，會(huì)使同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度升高。在室溫和工作溫度下獲得單相α組織，這種鈦合金稱為α鈦合金α穩(wěn)定元素對同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響α鈦合金有良好的熱穩(wěn)定性、熱強(qiáng)性和焊接性；室溫強(qiáng)度比其他鈦合金低，塑性變形能力較差；不能熱處理強(qiáng)化，主要是固溶強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下使用。三、鈦合金的分類

-Ti合金的顯微組織

鈦合金衛(wèi)星框架三、鈦合金的分類牌號(hào)有TA4、TA5、TA6、TA7、TA8等。TA7是典型合金，可制作在500℃以下工作的零件，如導(dǎo)彈燃料罐，超音速飛機(jī)的渦輪機(jī)匣，發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤和葉片等。三、鈦合金的分類參加鉻、鐵、錳、銅、鎳、硅、鈷等β穩(wěn)定元素，會(huì)使同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變溫度下降?？色@得穩(wěn)定的β相組織，這種鈦合金稱為β鈦合金。β穩(wěn)定元素對同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響β鈦合金淬火后具有良好塑性、可進(jìn)行冷變形加工。經(jīng)淬火時(shí)效后，使合金強(qiáng)度提高，焊接性好，但熱穩(wěn)定性差。三、鈦合金的分類其牌號(hào)有TB1、TB2，主要用于350℃以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件，如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、彈簧、輪盤等。三、鈦合金的分類參加β相穩(wěn)定元素如錳、鉻、釩等，再參加α相穩(wěn)定元素如鋁，可以在室溫下即獲得(α+β)雙相組織，故稱為α+β鈦合金。中性元素對同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響α+β型鈦合金的顯微組織三、鈦合金的分類α+β鈦合金具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進(jìn)行熱壓力加工。α+β鈦合金通過固溶處理及時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化，但由于在較高溫度使用時(shí)，固溶處理并時(shí)效后的組織不如退火后的組織穩(wěn)定。因此在航空工業(yè)中，這類合金多在退火狀態(tài)下使用。三、鈦合金的分類α+β型鈦合金壓氣機(jī)葉片α+β型鈦合金中的典型代表是TC4合金。該合金是國際上一種通用型鈦合金，其用量占鈦合金總消耗量50％左右。其室溫下抗拉強(qiáng)度為800～1100MPa，也有足夠的塑性，且在400℃以下組織穩(wěn)定，熱強(qiáng)度較高。鈦合金在航空、航天、航海、化工等工業(yè)部門得到日益廣泛的應(yīng)用。鈦合金作為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，可以承受更高的溫度。提高飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)效率。四、鈦合金的應(yīng)用鈦合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能，是一種上非常良好的結(jié)構(gòu)材料。如波音777飛機(jī)的材料中，鈦合金約占11％，美國F-22戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)材料，鈦合金用量約占結(jié)構(gòu)重量的41％。主要用于制造機(jī)身、機(jī)翼、蒙皮和承力構(gòu)件。前蘇聯(lián)制造的“臺(tái)風(fēng)號(hào)〞核潛艇，就是以鈦合金為外殼的核潛艇。四、鈦合金的應(yīng)用鈦合金的耐腐蝕性能好，可作為化工管道、冷凝器、閥門等。四、鈦合金的應(yīng)用同時(shí)它的低溫性能好，可以用作液氫液氧的管路和衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)件。同時(shí)鈦合金還