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應用領域 | 化工,石油,地礦,能源,建材 |
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Ti-6Al-4V鈦棒
Ti-6Al--4V的鈦合金具有密度低、比強度高、韌性優良,抗腐蝕性能好、加工性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。
鈦合金是一種新型結構材料,它具有優異的綜合性能,如密度小(~4.5g cm-3),比強度和比斷裂韌性高,疲勞強度和抗裂紋擴展能力好,低溫韌性良好,抗蝕性能優異,某些鈦合金的工作溫度為550ºC,預期可達700ºC。因此它在航空、化工、醫療、造船等工業部門獲得日益廣泛的應用,發展迅猛。
Ti-6Al-4V鈦棒
鈦的另一個顯著特點是耐腐蝕性強,這是鈦對氧的親合力特別大,能在其表面生成一層致密的氧化膜,可保護鈦不受介質腐蝕。金屬鈦在大多數水溶液中,都能在表面生成鈍化氧化膜。因此,鈦在酸性、堿性、中性鹽水溶液中和氧化性介質中具有很好的穩定性,但在某種介質中,能連續溶解鈦表面氧化膜時,鈦在這種介質中便會受到腐蝕。例如,濃熱的鹽酸、流酸和磷酸中,由于溶液溶解鈦表面氧化膜,所以鈦被腐蝕。如果在這些溶液中加入氧化劑或某些金屬離子時、則鈦表面氧化膜便會受到保護。
(1)強度高-鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右,僅為鋼的60%,純鈦的強度才接近普通鋼的強度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料,見表7-1,可制出單位強度高、剛性好、質輕的零、部件。目前飛機的發動機構件、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
(2)熱強度高-使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內仍有很高的比強度,而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。
(3)抗蝕性好-鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠優于不銹鋼;對點蝕、酸蝕、應力的抵抗力特別強;有機物品等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。
4)低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學性能。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。
(5)化學活性大- 鈦的化學活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、等產生強烈的化學反應。含碳量大于0.2%時,會在鈦合金中形成硬質TiC;溫度較高時,與N作用也會形成TiN硬質表層;在600℃以上時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升,也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達0.1~0.15 mm,硬化程度為20%~30%。鈦的化學親和性也大,易與摩擦表面產生粘附現象。
(6)導熱系數小、彈性模量小鈦的導熱系數λ=15.24W/(m.K)鈦合金制品約為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜制作細長桿和薄壁件,切削時加工表面的回彈量很大,約為不銹鋼的2~3倍,造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。
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