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        鈦合金

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          鈦是20新世紀50時代發展趨勢起來的一種關鍵的構造金屬材料,鈦合金抗壓強度高、耐腐蝕性好、耐溫性高。20新世紀50~60時代,關鍵是發展趨勢飛機發動機用的高溫鈦合金和人體用的構造鈦合金。

          70時代開發設計出一批抗腐蝕鈦合金,80時代至今,抗腐蝕鈦合金和高強鈦合金獲得進一步發展趨勢。鈦合金適用于制做飛機發動機壓氣機構件,次之為火箭隊、地空導彈和髙速飛機場的零部件

          發展趨勢歷史時間

          鈦是20新世紀50時代發展趨勢起來的一種關鍵的構造金屬材料,鈦合金因具備抗壓強度高、耐腐蝕性好、耐溫性高等學校特性而被普遍用以各行各業。全世界很多國家都了解到鈦合金原材料的必要性,陸續進行科學研究開發設計,并獲得了實際上運用。

          第一個好用的鈦合金是1954年英國研制的Ti-6Al-4V合金,因為它的耐溫性、抗壓強度、塑性變形、延展性、成型性、可焊性、耐腐蝕性和相溶性均不錯,而變成鈦合金工業生產中的皇牌合金,該合金需求量已占所有鈦合金的75%~85%。別的很多鈦合金能夠當作是Ti-6Al-4V合金的改型。

          20新世紀50~60時代,關鍵是發展趨勢飛機發動機用的高溫鈦合金和人體用的構造鈦合金,70時代開發設計出一批抗腐蝕鈦合金,80時代至今,抗腐蝕鈦合金和高強鈦合金獲得進一步發展趨勢。耐高溫鈦合金的應用溫度已從50時代的400℃提升到90時代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出現,使鈦在柴油發動機的應用位置正由柴油發動機的冷端(電扇和壓氣機)向柴油發動機的熱端(增壓)方位推動。構造鈦合金向高強、高塑、高強高韌、高模量和高損害容限方位發展趨勢。

          此外,20新世紀70時代至今,還出現了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形狀記憶合金,并在工程項目上得到日漸普遍的運用。

          全世界已研發出的鈦合金有數百種,最知名的合金有20~30種,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。

          據有關數據統計,2012年在我國石油化工行業用鈦量達2.5萬噸級,比2011年有一定的降低。它是自2009年至今,在我國化工廠用鈦銷售市場初次出現持續下滑。近幾年來,石油化工行業一直是鈦生產加工材較大的客戶,其用量在鈦材總用量的占有率一直維持在50%左右,2011年占高好達55%。但伴隨著經濟發展深陷不景氣期,石油化工行業不僅在建新項目顯著降低,另外還將遭遇產業轉型升級,一部分商品在建生產能力遭受操縱,落伍生產能力也將逐漸更新換代的處境。受此影響,其對鈦生產加工材用量的委縮也越來越名正言順。在這以前,便有行業內人士預測分析石油化工行業用鈦量在2013~2015年里做到最高值。以當今銷售市場主要表現來看,2012年總體經濟發展的皮軟有將會促使化工廠用鈦的衰老期提早。

          基本原理

          鈦合金要以鈦為基本添加別的元素構成的合金。鈦有二種同質性異結晶:882℃下列為密排六方構造α鈦,882℃左右為體心立方米的β鈦。

          合金元素依據他們對改變溫度的危害可分成三類:

         、平穩α相、提升相變化溫度的元素為α平穩元素,有鋁、碳、氧和氮等。在其中鋁是鈦合金關鍵合金元素,它對提升合金的常溫下和高溫抗壓強度、減少比例、提升彈性模具有顯著實際效果。

          平穩β相、減少改變溫度的元素為β平穩元素,又分為同晶形和共析型二種。前面一種有鉬、鈮、釩等;后面一種有鉻、錳、銅、鐵、硅等。

          對改變溫度危害并不大的元素為中性化元素,有鋯、錫等。

          氧、氮、碳和氫是鈦合金的關鍵殘渣。氧和氮在α看中有很大的溶解性,對鈦合金有明顯加強實際效果,但卻使塑性變形降低。一般要求鈦中氧和氮的含水量各自在0.15~0.2%和0.04~0.05%下列。氫在α看中溶解性不大,鈦合金中融解過多的氫會造成氫化物,使合金變脆。一般鈦合金中氫含水量操縱在 0.015%下列。氫在鈦中的融解是可逆性的,能夠用真空泵淬火去除。


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