钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。钛及钛合金广泛运用于军工、航天航空、海洋产业、化工、石油精炼、汽车工业、医学、体育和日用品、建筑材料、核工业方面等。
钛的十大特性
◆密度小,比强度高 Small density,high specific strength
◆耐腐蚀性能 Corrosion resistance
◆耐热性能好 Good heat resistance
◆耐低温性能好 Good low temperature performance
◆抗阻尼性能强 Anti damping performance
◆无磁性、无毒 The non-magnetic,non-toxic
◆ 抗拉强度与其屈服强度接近Tensile strength close to the yield strength
◆导热系数小 Smll heat conduction coefficient
◆弹性模量低 Low modulus of elasticity
◆ 吸气性能 The suction performance
钛的三大功能
1.记忆功能
2.超导功能
3.贮氢功能
钛丝的分类:
钛丝分为:钛丝、钛合金丝、纯钛眼睛丝、钛直丝、纯钛丝、钛焊丝、钛挂具丝、钛盘丝、钛光亮丝、医用钛丝、钛镍合金丝。如果按产品用途可分为两类:结构件丝,主要用于结构件和紧固件的丝材;焊丝,主要用于电极材料和焊接材料的丝材。
钛丝的规格:
A、钛丝规格:φ0.8-φ6.0mm
B、眼镜钛丝规格:φ1.0-φ6.0mm专用钛丝 钛丝
C、钛丝规格:φ0.2-φ8.0mm挂具专用钛丝
钛丝的主要标准:
GB/T,GJB,AWS,ASTM,AMS,JIS
钛丝的牌号:
TA0,TA1,TA2,TA3,TA4,TA5,TA6,TA7,TA9,TA10;
TC1,TC2,TC3,T,TC6,TC11;
GR1,GR2,GR3,GR5 ;
Ti6AL4V ELI,Ti6AL7Nb,Ti13Nb13Zr,Ti1533。
钛丝的状态:
退火态(M) 热加工状态(R) 冷加工状态(Y)(退火,超生波探伤)
钛丝的表面:
酸洗表面 光亮表面
钛丝用途:
利用钛丝的耐腐蚀性能高,换热性能好,抗阻尼性能强、无磁性、无毒、弹性模量低、耐高、低温等特性,广泛用于各种机械、电器、 空调,过滤器等场合。不过主要用途是军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。
纯钛是银白色的金属,它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g/cm3,比钢轻43%,比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多,比铝大两倍,比镁大五倍。钛耐高温,熔点1942K, 比黄金高近1000K,比钢高近500K。
钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/立方厘米,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
强度高
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
热强度高
使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。
抗蚀性好
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
低温性能好
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
化学活性大
钛的化学活性大,与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN硬质表层;在600℃以上时,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15 mm,硬化程度为20%~30%。钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生粘附现象。
导热弹性小
钛的导热系数λ=15.24W/(m.K)约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
钛合金用途
钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件,制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
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