钛合金
概念定义： 以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。 研究范围： 钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛合金、β型钛合金和α＋β型钛合金。
α钛合金 它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
钛合金的特性：
1、比强度(抗拉强度与比重的比值)高。纯钛和钛合金的比强度分别是低碳钢的2.3倍和3.8倍,是不锈钢的1.8倍和3倍。所以钛是一种轻型高强度的金属结构材料,在航空领域被大量采用,成为不可缺少的结构材料。
2、耐高温、低温性能好。钛合金在500℃左右仍能保持良好的机械性能,宇航发动机和高速飞机的重要部件都需要采用钛合金。更可贵的是钛合金还同时具有优异的耐低温性能,可在-196℃至-253℃低温下保持较好的延伸性和韧性,特别适合于太空环境对材料的要求。
3、耐腐蚀性能强。钛是一种非常活泼的金属,但由于其表面在空气中很容易形成一层致密而稳定的氧化膜,是一种具有强烈钝化倾向的金属,所以耐腐蚀性非常强,是最佳防腐蚀材料之一。钛是目前能大量生产的、价格最低的、几乎完全不被海水腐蚀的金属,是舰船、海洋工程的理想材料。钛还被大量用于海洋石油开采,核电站和海滨电站。因此,钛又被称为″海洋金属″。钛的耐腐蚀性能,在化工领域更是大显身手,现在,各种钛制设备已经广泛地应用到氯碱、纯碱、尿素、制盐等行业,为这些行业带来了显著的经济效益。
4、无磁、无毒性。钛在很大的磁场中也不会被磁化,这一特性可使钛应用在磁控设备中。钛制舰船外壳可以避免磁性水雷的爆炸；钛无毒且与人体组织及血液有良好的相容性,用钛制作骨头和心脏起搏器不仅与人体的亲合力强,而且不会受到强磁场环境的影响；钛也是制药行业理想的设备材料。所以,钛又被称为″生物金属″。
5、记忆功能。钛的记忆功能是指钛的一种合金具有记住自己形状的能力。如果用这种合金制造汽车外壳,碰瘪后只要用热水一浇,便可完好如初。钛的这种神奇功能,使其成为特殊工程、宇航、医疗中不可替代的金属材料。
6、超导功能。钛的超导功能是指钛的一种合金在接近绝对零度时,会呈现出零电阻,由它制成的导线可通过任意大的电流而不会发热,没有能耗,是输送电能的最佳材料。
7、吸氢功能。钛的吸氢功能是指钛具有大量吸收氢气的特性,能把大量的氢安全地储存起来,在一定环境中又把氢放出来。这在氢气分离、氢气净化、氢气储存及运输、制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面应用前途广阔,使氢这种可能替代石油的″干净″能源的大量应用成为可能。
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