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    寶雞西工鈦合金制品有限公司 Baoji Xigong Titanium Alloy Products Co.,Ltd
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    鈦加工件、鈦合金鍛件、鈦合金管等鈦材料的特性與特殊功能

    發(fā)布時間 :2019-12-08 09:03:22 瀏覽次數(shù) :

    1、密度小、強度高、比強度大

    鈦的密度是4.51g/cm3,為鋼的57%,只是鋼的一半多一點,不到鋁的兩倍,強度比鋁大三倍。鈦合金的比強度是常用工業(yè)合金中最大的,鈦合金的比強度是不銹鋼的3.5倍,是鋁合金的1.3倍,是鎂合金的1.7倍,所以是宇航工業(yè)必不可少的結(jié)構(gòu)材料。

    鈦合金棒

    鈦與其它金屬密度和比強度的比較見表1-1。

    表1-1 鈦與其他金屬密度和比強度的比較

    金屬鈦(合金)鋁(合金)鎂(合金)高強度鋼
    密度/(g·cm-3) 比強度4.5 (29)7.87 --2.7 (21)1.74 (16)-- 23

    2、耐腐蝕性能優(yōu)異

    鈦的鈍性取決于氧化膜的存在,它在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性比在還原性介質(zhì)中要好的多,在還原性介質(zhì)中能發(fā)生高速率腐蝕。鈦在一些腐蝕性介質(zhì)中不被腐蝕,如海水、濕氯氣、亞氯酸鹽及次氯酸鹽溶液、硝酸、鉻酸、金屬氯化物、硫化物以及有機酸等??墒牵谂c鈦反應(yīng)產(chǎn)生氫的介質(zhì)(例如鹽酸和硫酸) 中,鈦通常具有較大的腐蝕率。但如果在酸中加入少量的氧化劑會使鈦形成一層鈍化膜。所以在硫酸-硝酸或鹽酸-硝酸的混合液里,甚至在含游離氯的鹽酸中,鈦都是耐腐蝕的。鈦的保護性氧化膜經(jīng)常是當金屬碰到水時形成的,即使少量的水或以水蒸氣存在也能形成。如果把鈦暴露于完全沒有水的強氧化性環(huán)境里,就能發(fā)生快速氧化并產(chǎn)生劇烈的、常常出現(xiàn)自燃反應(yīng)。鈦與含過量氧化氮的發(fā)煙硝酸以及鈦與干氯氣的反應(yīng)就發(fā)生過這類行為。然而要預防發(fā)生這類狀態(tài)下的反應(yīng),必須要有一定量的水分。

    鈦異形件

    3、耐熱性能好

    通常鋁在150℃,不銹鋼在310℃即失去了原有較高的力學性能,而鈦合金在500℃左右仍保持良好的力學性能。當飛機速度達到音速的2.7倍時,飛機機構(gòu)表面溫度達到230℃,鋁合金和鎂合金已不能使用,而鈦合金則能滿足要求。鈦的耐熱性能好,它適用于航空發(fā)動機壓氣機的渦輪盤和葉片以及飛機后機身的蒙皮。

    4、低溫性能好

    某些鈦合金(如Ti-5Al-2.5SnELI)的強度隨溫度的降低而提高,但塑性降低的不多,在低溫下仍有較好的延性及韌性,適宜在超低溫下使用??梢杂糜谝簹?、液氧火箭發(fā)動機上,或在載人飛船上做超低溫容器和貯箱等。

    鈦合金管

    5、無磁

    鈦無磁性,它用于潛艇殼體,不會引起水雷的爆炸。

    6、導熱系數(shù)小

    鈦與其它金屬的熱導率比較見下表:

    金屬TiAlFeCu
    熱導率/W·(m·K)1721285255

    鈦的熱導率小,僅為鋼的1/5,鋁的1/13,銅的1/25。導熱性不好是鈦的一個缺點,但在某些場合下可以利用鈦的這一特征。

    7、彈性模量小

    金屬TiAlFe
    彈性模量/GPa10872196

    鈦的彈性模量約為鐵的55%,作為結(jié)構(gòu)材料使用時,彈性模量低是個缺點。

    8、抗拉強度與屈服強度接近

    Ti-6Al-4V鈦合金抗拉強度為960Mpa,屈服強度為892MPa,兩者之間差只有58Mpa。

    鈦與其它金屬在抗拉強度與屈服強度之間的比較見下表:

    強度鈦合金(Ti-6Al-4V)18-8不銹鋼鋁合金
    抗拉強度960608470
    屈服強度892255294

    9、鈦在高溫下容易被氧化

    鈦同氫、氧的結(jié)合力強,要注意防止氧化和吸氫。鈦材焊接要在氬氣保護下進行,防止污染。鈦管與薄板要在真空下熱處理,鈦鍛件在熱處理時要控制微氧化性氣氛。

    鈦加工件

    10、抗阻尼性能低

    用鈦及其他金屬材料(銅、鋼)制成形狀和大小完全一樣的鐘,用同等的力把每個鐘敲一下就會發(fā)現(xiàn),用鈦做的鐘震蕩起來聲音持續(xù)的時間長,即通過敲擊給予鐘的能量不容易消失。

    鈦及鈦合金加工材的特殊功能:

    11、形狀記憶功能

    Ti-50%Ni(原子分數(shù))合金,在一定的溫度條件下,它有能夠恢復它的原來形狀的本領(lǐng),故稱它為鈦形狀記憶合金。

    12、超導功能

    NbTi合金,當溫度下降到接近絕對零度時,NbTi合金制成的導線,會失去電阻,可以使任意大的電流通過,導線不會發(fā)熱,沒有能耗,故NbTi合金被稱為超導材料。

    13、吸氫功能

    Ti-50%Fe(原子分數(shù))合金,具有大量吸收氫氣的本領(lǐng)。利用Ti-Fe合金的這一特征,可把氫安全地貯存起來,即貯存氫不一定使用鋼制高壓氣瓶。在一定條件下還可以讓貯氫Ti-Fe合金把氫放出來,故它被稱為貯氫材料。

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