131钛及钛合金的特点(精)

钛及钛合金的特点主讲人：黄丽娟课程：工程材料基础掌握纯钛及钛合金的特点。教学目标钛的由来1791年，英国牧师格累高尔发现了一种新元素。1795年，法国化学家克拉普罗特以日耳曼神话中女神坦的名字为它命名“Titanium”，译成中文就是“钛”。从此，钛便进入了科学家的实验室。工业纯钛钛的密度低，熔点高，线膨胀系数小，导热性差。纯钛塑性好，比强度高，具有良好的压力加工工艺性能，可以加工成细丝和薄片，钛在大气、海水及酸碱中的抗腐蚀性能好。纯钛的晶体结构882.5度以上：密排六方结构，称为α－Ti。882.5度以下：体心立方结构，称为β－Ti。纯钛的性能工业纯钛纯钛的特点是一种银白色金属，是很活泼的元素。有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出很好的耐蚀性。有“耐海水腐蚀之王”之称。高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫等元素发生剧烈反应。钛一般不发生孔蚀；除在几种个别介质（如发烟硝酸、甲醇溶液）中，也不发生晶间腐蚀；钛的应力腐蚀破裂敏感性小，具有抗腐蚀疲劳的性能，耐缝隙腐蚀性能良好。工业纯钛纯钛的应用纯钛主要用于350℃以下工作、强度要求不高的零件，如石油化工用热交换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。钛管换热器钛制蒸馏塔钛钢复合反应釜工业纯钛根据杂质含量，钛分为高纯钛（99.9%）和工业纯钛（99.5%）。1）工业纯钛的牌号用字母TA加上序号表示，如TA1，TA2，TA3等，数字增加表示纯度降低，抗拉强度提高，塑性下降。2）杂质含量对钛的性能影响很大，少量杂质可以提高钛的强度，工业纯钛强度很高，接近高强铝合金的水平。纯钛的牌号钛合金在纯钛中加入Al、Mo、Cr、Sn、Mn、V等元素制成的即为钛合金。钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度。美F-22战机约36%重量的零件用钛合金制造钛合金的分类按退火组织，钛合金可分为型钛合金、型钛合金和+型钛合金三类，它们的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0~TA3为工业纯钛。钛合金泵型钛合金α－钛合金钛中加铝、硼等α稳定元素获得α－Ti合金。这种合金的室温强度较低，但高温（500－600度）强度很高。抗氧化性、抗蠕变性以及焊接性能良好。β型钛合金钛中加入钼、铬、钒等元素后可获得β－Ti合金。这种合金的强度高，冲压性能好，并可通过淬火和时效获得强化。β－钛合金型钛合金α+β－钛合金这种合金的塑性好，容易锻造、压延和冲压，并可通过固溶和时效进行强化。热处理后的强度可提高50％－100％。钛合金的热处理钛合佥的热处理：退火、淬火时效、化学热处理退火：用于各种钛合金，是纯钛和α型钛合金的唯一热处理方式。淬火时效：用于α+β、α+化合物和亚稳定β型钛合金。去应力退火：消除冷变形、铸造及焊接等工艺过程中产生的内应力，退火过程主要发生回复。退火温度低于再结晶温度，一般为450～650℃。完全退火：消除加工硬化、稳定组织和提高塑性。钛合金的热处理钛合佥的热处理：退火、淬火时效、化学热处理淬火时效：钢淬火所得马氏体硬度高，强化效果大，回火使钢软化。而钛合金淬火所得马氏体硬度不高，强化效果小，回火使钛合金产生弥散强化。渗氮：密封炉中750～950℃加热，通入纯氮气，保温30～40h，或在氮氩混合气中进行离子氮化。氮化层的硬度比未氮化时表层高约2～4倍，明显提高合金的耐磨性，同时还改善在还原性介质中的抗蚀性。渗氧：在空气或硼酸盐浴中加热，温度为700～850℃，保温2～10h，渗氧后需将氧化物薄层清除掉，以减少脆性。渗氧可将合金耐蚀性提高7～9倍，但使塑性和疲劳强度下降。1.纯钛的强度低，塑性好，耐腐蚀性高。2.钛合金按退火组织可分为α型、β型、α+β型。课程小结1、纯钛有什么特点？作业布置作业2、钛合金按照退火组织，可以分为哪几类？感谢您的观看！