新疆湘润新材料科技有限公司

授权市场推广销售公司

华创金属

华创稀有金属
华创稀有金属
华创稀有金属
华创稀有金属
华创稀有金属
华创稀有金属
华创稀有金属
PREV
NEXT

新闻中心

分类出来

联系我们

联系

发布时间:2020-01-07 00:00:00

陕西华创稀有金属科技有限公司

电话:029-86517750

网址:www.c-sxhc.com

 

尤先生     

手机:13609200868  

邮箱:13609200868@163.com

 

戚先生     

手机:13992856778  

邮箱:13992856778@163.com

 

 

钛及钛合金相关知识

钛及钛合金相关知识

  • 分类:新闻中心
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2024-03-21 15:06
  • 访问量:

【概要描述】钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,其热膨胀系数小、热导率低,在常温下为密排六方的α相,在883℃时发生同素异构转变,变为体心立方的β相。钛合金具有低密度、高比强度、耐高温、抗腐蚀等优异的综合性能,是飞机机体和航空发动机最主要的结构材料之一 。随着钛合金技术的发展,它也被广泛应用到其他领域

钛及钛合金相关知识

【概要描述】钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,其热膨胀系数小、热导率低,在常温下为密排六方的α相,在883℃时发生同素异构转变,变为体心立方的β相。钛合金具有低密度、高比强度、耐高温、抗腐蚀等优异的综合性能,是飞机机体和航空发动机最主要的结构材料之一 。随着钛合金技术的发展,它也被广泛应用到其他领域

  • 分类:新闻中心
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2024-03-21 15:06
  • 访问量:
详情

钛合金概述

 
 
01
钛和钛合金简介
 

钛,是一种重要的金属元素,其物理和化学性质如图1所示。钛在元素周期表中的原子序数为22(第4周期,第NB族),具有银白色金属光泽,密度为4.507g/cm', 熔点为1660℃,沸点为3287℃,具有熔点高、密度小、强度大、延展性好等多种优良特性,是一种重要的工业材料。

图1 钛元素的物理和化学性质

钛合金,是指以钛元素为基础,添加单种或多种其他元素制备形成的新型合金。钛的活性较高,大多数元素均可与其互相作用,形成连续固溶体、有限固溶体、金属化合物、共价化合物、离子化合物等。合金元素可以通过改变其同素异构转变点和相组成等,达到优化其性能的目的。

Ti与元素周期表中大多数元素都能发生反应,根据其与钛的相互作用 ,可将元素周期表中的元素分为四类:第一类是卤族元素和氧族元素,与钛生成离子化合物 ;第二类是过渡元素、氢、铍、硼族元素、碳族元素、氮族元素,与钛生成金属间化合物和有限固溶体;第三类是锆、铪、钒族元素、铬族元素、钪,与钛生成无限固溶体;第四类是惰性气体元素、碱金属元素、碱土金属元素、稀土元素(钪除外)、婀、牡等元素,不与钛发生反应或基本不发生反应。有70多种元素能与钛形成二元合金,分为αβ稳定型、αβ-完全固溶型、β完全固溶型、β共析型四种类型。图2为四种类型的二元钛合金相图。

图2 四种类型的二元钛合金相图

表1 与钛作用的合金元素分类

我国钛工业早在1954年就开始起步,1955年用金属镁还原法制备出了海绵钛,1956年开始钛渣试验,1958年正式进入工业生产阶段,生产出了钛锭、钛管、钛板等原材料和型材。我国钛工业发展至今,大致可分为三个阶段:创业期(1952~1978年),成长期(1979^2000年),崛起期(2001年至今)。

图3 不同形式存在的钛

02
钛合金的分类
 

钛具有两种同素异构结构,即α相与β相,其同素异构转变点约为882℃,当温度低于相变温度时,钛具有密排六方结构,被称为α(α-Ti);当温度高于相变温度时,钛具有体心立方结构,被称为β钛((β-Ti)。同素异构转变的存在使钛合金具有迥异的特性和应用,因此可以用多种方法对其进行分类。

1)按组织结构进行分类

利用钛的同素异构特点,在钛合金中加入不同的相稳定元素,使相变温度和相成分含量呈现出差异。根据室温条件下获得不同的基体组织,可将钛合金分为以下三大类:α钛合金、β钛合金和a+β钛合金,其牌号分别用TA,TB和TC表 示。其常见分类如表2所示。

表2 钛合金的分类及特点

由于钛合金中β相的数量及稳定程度与β稳定元素种类及含量有直接关系,也可按照β相稳定系数对钛合金分类。β相稳定系数是合金中各β稳定元素的浓度与其临界浓度的比值之和,表征钛合金中β相的稳定程度或β稳定元素的作用,表3为常用β稳定元素的临界浓度 Ck。根据浓度计算出相应的β相稳定系数Kp,表4为常用钛合金的Mo当量和β相稳定系数。

表3 常用β稳定元素的临界浓度

表4 我国常用钛合金的M0当量和β稳定系数

2)按性能特点进行分类

众所周知,钛具有十大特性:①密度小,强度高,比强度大;②耐热性能好;③耐蚀性能优异;④低温性能好;⑤无磁;⑥热导率小;⑦弹性模量低;⑧抗拉强度与屈服强度接近;⑨在高温下容易被氧化;⑩抗阻尼性能低。此外,钛具有三种特殊的功能:①形状记忆;②超导;③储氢。根据其性能特点,可以将钛合金分为结构钛合金、耐热钛合金、耐蚀钛合金、低温钛合金、功能钛合金等几类。

3)按应用领域进行分类

钛具有诸多突出的优点,被人们称为“太空金属”“海洋金属”等,在国防军工和国民经济中具有广泛而重要的用途。根据其在各行业的使用情况,可以大致分为以下几类:

(1)航空航天用钛合金,航空航天是钛及钛合金的主要应用领域,其用量约占世界总用钛量的一半。有数据显示,飞机每减重lkg,其使用费用可以节约220-440美元。对火箭来说,减重可以达到减轻发射重量、增加射程、节省费用等目的。在航空领域,主要用钛的部位有:航空发动机的机匣、风机叶轮、机座、压气机匣、叶轮、集气管,飞机机身结构件、机翼结构件、高压油管、尾翼结构件、舱门、座椅导轮、起落架等。在航天领域,主要的用钛部位有:火箭发动机叶轮、燃料箱、压力容器、火箭喷嘴套管、输送泵、星箭连接带,人造卫星外壳、天线,载人飞船船舱、起落架、推进系统等。

(2)化工用钛合金。化工用钛主要是利用钛的抗腐蚀性能,以纯钛居多。化工用钛是我国用钛量最大的领域,约占我国用钛量的一半左右。在化工领域主要用钛部位有:氧化塔、反应釜、蒸馏塔、储槽、热交换器、泵、阀、管道、电极等。 

(3)体育休闲用钛合金,体育休闲用钛是目前极为活跃的一个领域,各种新型钛合金不断运用于此。在我国,体育休闲用钛合金使用规模约占全国用钛量的五分之一。目前主要的产品有:高尔夫球杆头与球杆、钓具、自行车、滑雪板、手表、眼镜架、相机、钛画板等。

(4)电力用钛合金。电力用钛合金主要利用钛的抗腐蚀能力,尤其是在海滨的电站,对防腐具有极高的要求。在电厂,主要用钛的部件有:蒸汽轮机转子叶片、凝气管,海滨电站海水进出口衬钛管和衬钛板,火电站烟囱钢钛复合板等。 

(5)生物医用钛合金。钛和钛合金耐腐蚀性强、化学性能稳定、无磁性、无毒性,其弹性模量和膨胀系数与人体骨骼相匹配,因而具有极佳的生物相容性,在生物医用领域逐渐替代不锈钢、Co-Cr合金等,开辟了钛又一应用领域。目前生物医用钛的零件主要有:人体骨骼、牙齿、心脏起搏器、心血管支架、各种手术器械等。

(6)其他领域用钛合金。除了上述领域外,钛合金还在海水淡化、船舶、建筑、交通运输、冶金,以及其他高技术领域被广泛应用。钛合金耐蚀性能使其在船舶、建筑等传统领域大放异彩;因其密度小、比强度高等特点也被广泛应用于交通运输等领域;在高新技术方面,随着钛合金性能的开发和成型技术的改进,已逐步应用于大型激光器、磁悬浮列车等高精尖领域。

4)按晶粒尺寸进行分类

按照晶粒尺寸分,钛合金又可以分为传统铸造粗晶钛合金(>1000nm)和细晶钛合金(<1000nm)。随着对钛合金的不断深入研究,钛合金有着向微纳尺度发展的趋势。依照晶粒尺寸,细晶钛合金又可分为:超细晶钛合金(100-1000nm), 纳米晶钛合金((1-l00nm)和多尺度钛合金(多种尺度同时存在)三大类。

03
钛合金的不同组织
 

钛合金有α相和β相两种基本相,钛合金的性能在很大程度上取决于α相和β相本身的性能及其在合金中的形态、大小、分布和所占比例。β相的强度高于α相的强度,且滑移系统较多,更容易承受塑性变形,高强钛合金通常是以β相为基的合金。α相的耐热性、抗蠕变性能均比β相好,高温钛合金通常为α合金和近α合金。

钛合金的基本组织为以α-Ti为基的α固溶体和以β-Ti为基的β固溶体,α合金、近α合金和许多α+β合金的基体为α固溶体,β合金的基体为β相。钛合金的显微组织主要取决于合金成分、变形工艺和热处理过程,典型组织为片层(魏氏)组织、网篮组织、等轴组织、双态组织,如图4所示。

图4 钛合金的典型组织

 

 
关键词:

扫二维码用手机看

下一个:
下一个:

华创金属

版权所有:陕西华创稀有金属科技有限公司  地址:西安市未央区文景路中段9号地税大厦9层

电话:029-86517750 传真:029-86527300 网站地址: www.c-sxhc.com  备案号:陕ICP备12000647号-1  网站建设:中企动力西安

版权所有:陕西华创稀有金属科技有限公司  

地址:西安市未央区文景路中段9号地税大厦9层

电话:029-86517750  传真:029-86527300 

备案号:陕ICP备12000647号-1  网站建设:中企动力西安