鈦合金及其應(yīng)用完整資料課件

鈦合金及其應(yīng)用鈦合金及其應(yīng)用1引言：鈦合金的發(fā)現(xiàn)和命名1791年，英國礦物學(xué)家和化學(xué)家WilliamGregor首次發(fā)現(xiàn)了鈦元素的存在。四年以后，德國柏林化學(xué)家MartinKlaproth獨立地分解出了氧化鈦。希臘神話中Uranos和Gaia的孩子們Titan兄弟的故事賦予了MartinKlaproth靈感，將其命名為鈦（Titanium,Ti).Titan兄弟遭到他們父親的極端憎恨，被監(jiān)禁在地殼中，MartinKlaproth以此來形容提煉鈦礦石的困難程度。后人花了一百多年的時間才分解出純金屬鈦。目前使用最廣泛的Ti-6Al-4V合金，是在20世紀40年代晚期由美國開發(fā)出來的。現(xiàn)在，人們已經(jīng)開發(fā)出了大量的鈦合金，從而開辟了輕合金在許多工業(yè)領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用的新局面。引言：鈦合金的發(fā)現(xiàn)和命名1791年，英國礦物學(xué)家和化學(xué)家W2目錄1鈦資源及鈦產(chǎn)品的冶煉生產(chǎn)2工業(yè)純鈦3鈦合金及合金化原理4鈦合金的相變及熱處理5鈦合金的高溫性能6鈦及鈦合金的加工和制品生產(chǎn)7粉末冶金鈦及鈦合金復(fù)合材料8鈦及鈦合金的腐蝕性能9鈦合金的應(yīng)用目錄1鈦資源及鈦產(chǎn)品的冶煉生產(chǎn)31鈦資源及鈦產(chǎn)品的冶煉生產(chǎn)1.1鈦資源的分布及特點

金屬元素鈦在地殼里的分布廣泛，其含量是地殼質(zhì)量的4‰還要多一點，世界儲量約34億噸，在所有元素中含量居10位。鈦在自然界中主要以氧化物的形式存在，目前已發(fā)現(xiàn)含鈦礦物有100多種，除金紅石外，還有白鈦礦、鐵鈦礦、鈣鈦礦等。金紅石含TiO2在95%以上，是提煉鈦的重要礦物原料，但在地殼中儲量較少。白鈦礦含TiO2為70%～92%。鈦鐵礦、鈣鈦礦含TiO2一般為35%～52%，但是其儲量非常大，是生產(chǎn)金屬鈦和鈦白粉的主要原料來源。1鈦資源及鈦產(chǎn)品的冶煉生產(chǎn)1.1鈦資源的分布及特點4

提取金屬鈦的主要原料含鈦礦石，根據(jù)其形成的過程，主要分為巖礦和砂礦兩大類：■巖礦：原生礦，結(jié)構(gòu)比較致密，儲量較大，但多復(fù)合共生物，所以鈦礦物的品味較低，提取難度較大。主要出現(xiàn)在北半球，如：中國，美國，加拿大，俄羅斯等國家?！錾暗V：次生礦，結(jié)構(gòu)比較疏松，由于多年的風(fēng)化和水流的沖刷，礦物相對富集，品味較高。主要出現(xiàn)在南半球，如：澳大利亞，新西蘭，肯尼亞，莫桑比亞，印度等國家。需要特別指出的是，我國攀枝花-西昌地區(qū)蘊藏著極為豐富的釩鈦磁鐵礦，開發(fā)和合理利用它，對于發(fā)展我國的鈦工業(yè)意義重大。提取金屬鈦的主要原料含鈦礦石，根據(jù)其形成的過程51.2富鈦料的生產(chǎn)■富鈦料：是指鐵鈦礦等鈦精礦（選礦后獲得）經(jīng)過富集處理后獲得的含鈦品位較高的物料，其TiO2含量一般大于85%（質(zhì)量分數(shù)）。主要包括人造金紅石和高鈦渣?！霰尘埃衡伄a(chǎn)品主要分為兩類：海綿鈦和鈦白粉。隨著金紅石和高品味鈦鐵礦的大量開采和使用，其資源已逐漸枯竭，而社會對鈦產(chǎn)品的需求量有增無減，這迫使人們?nèi)ダ弥?、低品位含鈦礦物。這些礦物TiO2含量低，含大量雜質(zhì)，無法適應(yīng)現(xiàn)行的海綿鈦和鈦白粉生產(chǎn)工藝，因此，生產(chǎn)中需要將含鈦礦物作進一步富集處理，成為富鈦料。1.2富鈦料的生產(chǎn)■富鈦料：是指鐵鈦礦等鈦精礦（選礦后獲得6■原理：鈦鐵礦成分復(fù)雜，理論分子式為FeTiO3，它實際上是FeO-TiO2組成的固溶體，屬于一般的剛玉結(jié)構(gòu)。在與某種試劑作用時，由于鐵的氧化物比鈦的氧化物更活潑，更容易與試劑反應(yīng)而被去除，而鈦的氧化物比較穩(wěn)定，往往被富集在殘渣中?；诖耍谏a(chǎn)富鈦料的工藝中一般都需對鈦鐵礦進行預(yù)氧化處理，即利用氧氣或空氣預(yù)先將鈦鐵礦中的Fe2+氧化成Fe3+，這樣有利于提高鈦鐵礦的還原性。（見下頁，圖1-1）■原理：鈦鐵礦成分復(fù)雜，理論分子式為FeTiO3，它實際上是7Ⅰ以火法為主：多見于巖礦，比較成熟，包括電爐熔煉法、選擇氯化法、等離子法等；Ⅱ以濕法為主：多見于砂礦，包括各種各樣的酸、堿浸出法。■工藝Ⅰ以火法為主：多見于巖礦，比較成熟，包括電爐熔煉法、選擇氯化8①電爐熔煉法Ⅰ特點：工藝成熟，簡單，三廢少，但能耗大。Ⅱ主要工藝：以無煙煤或石油焦作還原劑，與鈦鐵礦粉經(jīng)過混捏、造球，然后在礦熱式電弧爐內(nèi)1600～1800℃高溫下進行還原熔煉。Ⅲ產(chǎn)物：凝聚態(tài)的金屬鈦和鈦渣（TiO2含量＜90%）。主要副產(chǎn)品為金屬鐵和電爐煤氣。①電爐熔煉法Ⅰ特點：工藝成熟，簡單，三廢少，但能耗大。9②酸浸法Ⅰ特點：有效除雜，但三廢量大，副流程復(fù)雜。Ⅱ主要工藝：先對鈦鐵礦進行不同程度的還原，然后用酸作浸出劑，浸出鈦鐵礦中的還原產(chǎn)物，制取人造金紅石。典型發(fā)法有石原法、Benilite法、Murso法。Ⅲ產(chǎn)物：TiO2含量為90%～96%的高品位人造金紅石。②酸浸法Ⅰ特點：有效除雜，但三廢量大，副流程復(fù)雜。10③選擇氯化法Ⅰ特點：生產(chǎn)過程實現(xiàn)了氯氣的再生利用，對廢氣也進行了再氧化，這樣減輕了環(huán)境污染，并降低了成本。Ⅱ主要工藝：利用鈦鐵礦中鐵的氧化物更易于與氯氣反應(yīng)，通過條件的控制來實現(xiàn)鐵與鈦的分離制取TiCl4，以生產(chǎn)人造金紅石。Ⅲ產(chǎn)物：人造金紅石③選擇氯化法Ⅰ特點：生產(chǎn)過程實現(xiàn)了氯氣的再生利用，對廢111.3鈦白粉的生產(chǎn)■鈦白粉：化學(xué)式TiO2，晶型有銳鈦型（A-TiO2）和金紅石型（R-TiO2）兩種工業(yè)產(chǎn)品。它是最好的白色顏料，還是塑料、造紙業(yè)的重要原料?！錾a(chǎn)方法：①硫酸法：既能生產(chǎn)金紅石型鈦白粉也能生產(chǎn)銳鈦型鈦白粉，為傳統(tǒng)工藝，廢料（硫酸亞鐵）處理問題尚未很好解決。②氯化法：只能生產(chǎn)金紅石型鈦白粉，目前世界上60%以上的鈦白粉由此種發(fā)法生產(chǎn)，正在不斷取代①。1.3鈦白粉的生產(chǎn)■鈦白粉：化學(xué)式TiO2，晶型有銳鈦型（12蒸餾塔、反應(yīng)器、壓力容器、熱交換器、過濾器、測量儀器、汽輪機葉片、泵、閥、管道、氯堿生產(chǎn)電極、合成塔內(nèi)襯、其它耐酸設(shè)備內(nèi)襯鈦的耐腐蝕性很好，雖然鈦是一種非?；顫姷慕饘?，其平衡電位很低，在介質(zhì)中的熱力學(xué)腐蝕傾向大，但是因為鈦和氧的親和力大，在空氣或含氧介質(zhì)中，鈦表面生成一層致密、附著力強、惰性大的氧化膜，保護了鈦基體不受腐蝕，即使受到機械磨損，也會很快自愈或再生，這表明鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬。8鈦及鈦合金的腐蝕性能鈦材在中性或酸性的氯化物溶液中有高度的穩(wěn)定性。3鈦合金的分類及牌號化，這就是鈦合金淬火時效強化的基本原理。就是以這一階段的變形速率（=d/dt）表示。Al、V、Mn、Sn等合金元素使鈦的耐蝕性因而需限制它們的含量。即使是同一成分,但是冶煉爐次不同的合金,其β相變點有時差異很大(一般差5～70℃).典型發(fā)法有石原法、Benilite法、Murso法。(3)β穩(wěn)定元素:降低Tiβ轉(zhuǎn)變溫度的元素,又可分為■斜方馬氏體的分解（43種方式）因而需限制它們的含量。電化學(xué)電池引起的局部腐蝕現(xiàn)象。它可成形形狀復(fù)雜的零部件，減少了廢料和機械加工損耗；1.4海綿鈦的生產(chǎn)①鎂熱還原法TiCl4和Mg在800-900度真空反應(yīng)②TiCl4電解法③TiO2電解還原陰極還原驅(qū)趕TiO2中的氧蒸餾塔、反應(yīng)器、壓力容器、熱交換器、過濾器、測量儀器、汽輪機132工業(yè)純鈦（純度約為99.5%）2.1基本性質(zhì)■物理性質(zhì)：純鈦是銀白色金屬，位于周期表ⅣB族。表2-1鈦的基本物理性能數(shù)據(jù)4.505(20℃),4.35(870℃),4.32(900℃),約為綱的57%比密度/g/cm3相變潛熱：3.47KJ/mol,相變溫度:882℃,結(jié)構(gòu):α(hcp),β(bcc)α-TiβTi相變1668±5（屬難熔金屬）溶化溫度/℃0.145原子半徑47.9相對原子量數(shù)值名稱＜0.5超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度／K22.08,只有鐵的1/4,是銅的1/7熱導(dǎo)率/[W/(m●K)]2工業(yè)純鈦（純度約為99.5%）2.1基本性質(zhì)表2-114■力學(xué)性能：兼有鋼（強度高）和鋁（質(zhì)地輕）的優(yōu)點。高純鈦具有良好的塑性，但雜質(zhì)含量超過一定時，變得硬而脆。工業(yè)純鈦(99.5%)與高純鈦（99.9%）相比強度明顯提高，而塑性顯著降低。工業(yè)純鈦在冷變形過程中，具有極高的冷加工硬化效應(yīng)，沒有明顯的屈服點，其屈服強度與強度極限接近。由于鈦的屈強比較高，彈性模量小（約為鐵的54%），成形時回彈量大，冷成形困難。這使得鈦合金能作為彈性材料使用。但是高彈鈦合金多屬α＋β（或近α）合金，具有六方結(jié)構(gòu)，其物理性能呈現(xiàn)強的各向異性，如彈性模量繞ｃ軸呈對稱分布，ｃ軸方向的彈性模量為14313GPa，底面各取向的彈性模量為10414GPa，這對合金的設(shè)計和使用有影響?！隽W(xué)性能：15■化學(xué)性能：鈦的耐腐蝕性很好，雖然鈦是一種非?；顫姷慕饘伲淦胶怆娢缓艿?，在介質(zhì)中的熱力學(xué)腐蝕傾向大，但是因為鈦和氧的親和力大，在空氣或含氧介質(zhì)中，鈦表面生成一層致密、附著力強、惰性大的氧化膜，保護了鈦基體不受腐蝕，即使受到機械磨損，也會很快自愈或再生，這表明鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬。對海水的抗腐蝕性很強?！龌瘜W(xué)性能：162.2雜質(zhì)元素對鈦性能的影響①O,N,C：提高αβ轉(zhuǎn)變溫度，擴大α相區(qū)，是穩(wěn)定α的元素。占據(jù)鈦原子間隙位置形成間隙固溶體，鈦晶格畸變阻礙位錯運動，產(chǎn)生固溶強化；同時，鈦晶格的c軸增加多，a軸增加少，致使長短軸比c/a增大，當(dāng)其接近理論值1.633時，鈦的滑移系減少，從而塑性降低。因而需限制它們的含量。②Ｈ：是穩(wěn)定β相的元素鈦在400℃以上大量吸氫，會引起氫脆。③Fe,Si：與鈦形成置換固溶體，過量時形成脆性化合物。2.2雜質(zhì)元素對鈦性能的影響鈦在400℃以上大量吸氫，會引172.3鈦的組織與結(jié)構(gòu)特征

純鈦的組織,500×:(a)等軸晶粒組織;(b)條狀的α組織;(c)呈鋸齒狀晶界①等軸晶粒組織:鑄錠經(jīng)加工變形后,在β相變點以下退火,再結(jié)晶后得到②條狀的α組織:緩冷時得到③呈鋸齒狀晶界:緩慢冷卻退火后或者快冷2.3鈦的組織與結(jié)構(gòu)特征純鈦的組織,500×:(a)等軸182.4鈦的加工變形特性■純鈦的變形特點變形模式:滑移+孿生.滑移面:{10-10},{10-11},{0001};滑移方向:{11-20}.低溫變形和循環(huán)變形過程中,孿生顯著并對變形起到重要作用,純鈦多晶材料的孿晶系:{10-12}<-1011>,{11-21}<11-26>和{11-2-2}<11-2-3>.2.4鈦的加工變形特性■純鈦的變形特點19鈦合金及其應(yīng)用完整資料課件202.5

工業(yè)純鈦的牌號及性能■牌號:我國采用的是新國家標(biāo)準(zhǔn),TA為α型鈦合金,數(shù)字表示合金的序號,序號增大鈦的純度降低.■性能:工業(yè)純鈦實質(zhì)上是一種低雜質(zhì)含量的鈦合金,其強度不高,塑性好,耐腐蝕性好,抗氧化性優(yōu),但耐熱性較差.2.5工業(yè)純鈦的牌號及性能■牌號:我國采用的是新國家標(biāo)準(zhǔn),213鈦合金及合金化原理3.1鈦合金相圖類型及合金元素分類■鈦合金二元相圖(歸納為4類)鈦的二元系相圖ⅠⅠ:α和β鈦形成連續(xù)互溶的相圖.這種二元系只有兩個,即Ti-Zr和Ti-Hf系.Ti,Zr,Hf在周期表中是同周期元素,其外層電子構(gòu)造一樣,點陣類型相同,原子半徑相近,故而這兩個元素在α和β鈦中的溶解能力相同,對α和β鈦的穩(wěn)定性影響不大.Zr常作為熱強鈦合金的組元,另外Zr的加入可強化α相,目前應(yīng)用較多.而Hf十分稀缺,尚未應(yīng)用.3鈦合金及合金化原理3.1鈦合金相圖類型及合金元素分類鈦22Ⅱ:與α和β均有限溶解,并且有包析反應(yīng)的相圖.這樣的二元系有4個:Ti-V,Ti-Nb,Ti-Ta和Ti-Mo系.

由于V,Nb,Ta,Mo四種金屬只有一種體心立方點陣,所以它們只與具有相同晶型的β-Ti形成連續(xù)固溶體,而與密排六方點陣的α-Ti形成有限固溶體.V:屬于穩(wěn)定β相的元素,在Ti-V系中無共析反應(yīng)和金屬化合物相,這樣,在與加熱有關(guān)的工藝過程有誤時,不致產(chǎn)生脆性.Nb:屬于穩(wěn)定β相的元素,但作為穩(wěn)定劑的效應(yīng)比V低很多.Mo:β穩(wěn)定化效果最大,其添加有效提高了室溫和高溫強度,同時還使含鉻和鐵的合金的熱穩(wěn)定性提高.但是Mo熔點高,與鈦不易形成均勻合金.鈦的二元系相圖ⅡⅡ:與α和β均有限溶解,并且有包析反應(yīng)的相圖.這樣的二元系有23Ⅲ:與α,β均有限溶解,并且有包析反應(yīng)的相圖.形成這類的二元系有:Ti-Al,Ti-Sn,,Ti-Ca,Ti-B,Ti-C,Ti-N,Ti-O等.鈦的二元系相圖ⅢⅣ:與α,β均有限溶解,并且有共析分解的相圖.形成這類相圖的二元系有:Ti-H,Ti-Cr,Ti-W,Ti-Fe等.鈦的二元系相圖ⅣⅢ:與α,β均有限溶解,并且有包析反應(yīng)的相圖.形成這類的二元24■合金元素分類α穩(wěn)定元素:能提高β相變溫度的元素,它們在周期表中的位置離Ti較遠,與鈦形成包析反應(yīng).這些元素的電子結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)與鈦的差別較大.如:Al.

■合金元素分類25(2)中性元素:對Ti的β元素轉(zhuǎn)變溫度影響不明顯的元素,如Zr和Sn(2)中性元素:對Ti的β元素轉(zhuǎn)變溫度影響不明顯的元素,如26(3)β穩(wěn)定元素:降低Tiβ轉(zhuǎn)變溫度的元素,又可分為①β同晶元素:如V,Mo等,在周期表上的位置靠近Ti,具有與β-Ti相同的晶格類型,能與β-Ti無限互溶,而在α-Ti中溶解度有限.②β共析元素:如Mn,Fe,Si,Cu等,在α和β鈦中具有有限溶解度,但在β鈦中的溶解度大于在α鈦中的,以存在共析反應(yīng)為特征.(3)β穩(wěn)定元素:降低Tiβ轉(zhuǎn)變溫度的元素,又可分為①273.2合金元素對鈦合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響①起固溶強化作用.提高室溫抗拉強度最顯著的是Fe,Mn,Cr,Si.②升高或降低相變點,起穩(wěn)定α相或β相的作用.③添加β穩(wěn)定元素,增加合金的淬透性,從而增強熱處理強化效果.④Al,Sn,,Zr有防止ω脆性相形成的作用;稀土可抑制α2相析出;β同晶元素有組織β相共析分解的作用.⑤Al,Si,Zr,稀土元素等可改善合金的耐熱性.⑥Ru,Pd,Pt等提高合金的耐蝕性和擴大鈍化范圍.3.2合金元素對鈦合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響283.3鈦合金的分類及牌號■分類Ⅰ按退火組織分為：①α鈦合金：退火組織以α鈦為基體的單相固溶體的合金。高溫性能好，組織穩(wěn)定，焊接性能好，是耐熱Ti合金的主要組成成分，但常溫強度低，塑性不夠高。②β鈦合金：含β穩(wěn)定元素較多的合金。目前工業(yè)上應(yīng)用的β合金在平衡狀態(tài)均為（α+β）兩相組織，但空冷時，可將高溫的β相保持到室溫，得到全β組織。其塑性加工性能好，是發(fā)展高強度合金的基礎(chǔ)，但組織不夠穩(wěn)定，冶煉復(fù)雜。③α+β鈦合金：退火組織為α+β相的合金。常溫強度高，中等溫度的耐熱性也不錯，但組織不穩(wěn)定，焊接性能良好。是當(dāng)前應(yīng)用最多的鈦合金。Ⅱ按性能特點分類：可分為低強，中強，高強，低溫，鑄造及粉末冶金鈦合金等。3.3鈦合金的分類及牌號■分類29■牌號■牌號30鈦合金及其應(yīng)用完整資料課件31鈦合金及其應(yīng)用完整資料課件324鈦合金的相變及熱處理■引言：鈦合金中可以發(fā)生多種固態(tài)相變，不同的相變導(dǎo)致形成不同的組織，而組織決定性能。故而了解和掌握合金中的相變規(guī)律意義重大。4.1同素異晶轉(zhuǎn)變其是鈦合金中各種相變的基礎(chǔ)。純鈦的βα轉(zhuǎn)變過程容易進行，相變是以擴散方式完成的。當(dāng)冷卻速度大于200℃/S時，以無擴散發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，試樣表面出現(xiàn)浮凸，顯微組織中出現(xiàn)針狀α′。具體相變過程可用圖4-1說明。4鈦合金的相變及熱處理■引言：鈦合金中可以發(fā)生多種固態(tài)相變33鈦合金及其應(yīng)用完整資料課件34與鐵的同素異晶相比，鈦和鈦合金的同素異晶轉(zhuǎn)變具有下列特點。①新相和母相存在嚴格的取向關(guān)系，如在冷卻過程中，α相以片狀或針狀有規(guī)則的析出，形成魏氏組織。②由于β相中原子擴散系數(shù)大，鈦合金的加熱溫度超過相變點后，β相的長大傾向特別大，極易形成粗大晶粒。③鈦及鈦合金在β相區(qū)加熱造成的粗大晶粒，不能像鐵那樣，利用同素異晶轉(zhuǎn)變進行重結(jié)晶使晶粒細化。這是因為鈦的兩個同素異晶體的比容差小，僅為0.17%，而鐵的同素異晶體的比容差為4.7%，同時鈦的彈性模量小，在相變過程中不能產(chǎn)生足夠的形變硬化，不能使基體相發(fā)生再結(jié)晶。另外，鈦進行同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時，各相之間具有嚴格的晶體學(xué)取向關(guān)系和強烈的組織遺傳性。與鐵的同素異晶相比，鈦和鈦合金的同素異晶轉(zhuǎn)變具有下列特點。354.2β相在冷卻的轉(zhuǎn)變鈦合金加熱到β相區(qū)后，自高溫冷卻時，根據(jù)合金成分和冷卻條件不同，可能發(fā)生下列轉(zhuǎn)變：βα+β；βα+TixMy；βα′或α″，βω4.2β相在冷卻的轉(zhuǎn)變鈦合金加熱到β相區(qū)后36■β相在快冷過程中的轉(zhuǎn)變①馬氏體相變：◆產(chǎn)物：α′和α″。α′：具有六方過渡晶格的過飽和固溶體，稱六方馬氏體。馬氏體α′的硬度只略高于α固溶體。（β相穩(wěn)定元素少，相變阻力?。│痢澹壕哂行狈骄Ц竦鸟R氏體，稱斜方馬氏體，當(dāng)合金中出現(xiàn)α″時，合金的強度、硬度、特別是屈服強度明顯下降。（β相穩(wěn)定元素含量高，相變阻力大）◆過程：在快速冷卻過程中，由于β析出α相的過程來不及進行，但是β相的晶體結(jié)構(gòu)，不易為冷卻所抑制，仍然發(fā)生了改變。這種原始β相的成分未發(fā)生變化，但晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化的過飽和固溶體是馬氏體。■β相在快冷過程中的轉(zhuǎn)變①馬氏體相變：37◆β，α′，α″相的晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下圖所示?！籀?，α′，α″相的晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下圖所示。38②ω相變◆產(chǎn)物:ω相,具有六方結(jié)構(gòu)，尺寸很小，在電鏡下才能看見，高度彌散。ω相硬度很高，脆性極大，位錯不能在其中移動，能顯著提高合金的強度，硬度，彈性模量，但使塑性急劇下降。②ω相變39◆過程：主要受合金成分和熱處理工藝的影響.當(dāng)合金中元素的含量在臨界濃度附近時,快速冷卻,將形成ω相.

穩(wěn)定元素超過臨界濃度的合金,淬火時不形成ω相,但可得到亞穩(wěn)定相,亞穩(wěn)定相在500℃以下回火轉(zhuǎn)變?yōu)棣叵?稱為回火ω相.回火過程中,亞穩(wěn)定的相內(nèi)部發(fā)生溶質(zhì)原子偏聚,使許多顯微區(qū)域溶質(zhì)原子富集,相鄰的區(qū)域則貧化.繼續(xù)加熱時,貧化區(qū)的濃度接近臨界濃度時即轉(zhuǎn)變?yōu)棣叵?

ω的轉(zhuǎn)變是無擴散型相變,極快的冷速也不能抑制其進行.◆過程：主要受合金成分和熱處理工藝的影響.當(dāng)合金中元素的含量40③過冷亞穩(wěn)相當(dāng)穩(wěn)定元素含量較高時，淬火後保留結(jié)構(gòu)，稱為′相，實際上是過冷相。即固溶處理。■β相在慢冷時的轉(zhuǎn)變

對鈦合金相變影響最大的是β穩(wěn)定元素。右圖示意地表示了Ti-β同晶元素相圖。相圖中的t0點為純鈦的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度。若相圖原點不是純鈦而是鈦合金，則t0擴展為一個溫區(qū)。

α相的析出過程是一個形核和核長大的過程,形核的位置,晶核數(shù)量,長大速率與合金的成分及過冷條件有關(guān).圖4-13③過冷亞穩(wěn)相■β相在慢冷時的轉(zhuǎn)變對鈦合金相變影41■鈦合金的亞穩(wěn)相圖①退火溫度及合金成分決定淬火后的組織.圖4-9

圖中,成分為x的合金,分別在tp,tq,tr溫度下退火,然后經(jīng)淬火得到的室溫組織各不相同.■鈦合金的亞穩(wěn)相圖①退火溫度及合金成分決定淬火后的組織.圖42

將不同成分的合金自不同溫度淬火所得的組織類型如下如圖4-14所示,根據(jù)此圖可以預(yù)測任何成分的合金自任何溫度淬火所得的組織.圖4-14②不同的組織對應(yīng)了不同的性能.

右圖中第一個峰顯示合金中有馬氏體′生成,第二峰顯示合金中有ω相生成.圖4-15將不同成分的合金自不同溫度淬火所得的組織類型如434.3相的共析轉(zhuǎn)變和等溫轉(zhuǎn)變■共析轉(zhuǎn)變①反應(yīng)形式:鈦與共析元素(如:Cr,Mn,Fe,Ni,Cu,Si,Co等)組成的合金系,在一定成分和溫度范圍內(nèi)發(fā)生共析反應(yīng),即+TixMy②產(chǎn)物組織:類似于鋼種的珠光體片層狀組織.③共析反應(yīng)速度:合金元素的影響:Ti與Si,Cu,Ag等活性共析元素組成的合金系,共析反應(yīng)容易進行且反應(yīng)極快,淬火都不能抑制其發(fā)生;而Ti與Mn,Fe,Cr等非活性共析元素組成的合金系,共析反應(yīng)極慢.雜質(zhì)元素的影響:與-Ti形成間隙固溶體的元素O,N,C降低相的穩(wěn)定性,加快過冷相的分解過程;與-Ti形成間隙固溶體的元素H,阻礙過冷相分解.④共析轉(zhuǎn)變對合金性能的影響:對塑性和韌性十分不利,并降低合金熱穩(wěn)性.4.3相的共析轉(zhuǎn)變和等溫轉(zhuǎn)變■共析轉(zhuǎn)變①反應(yīng)形式:鈦與44■等溫轉(zhuǎn)變C曲線①類型:分為高溫和低溫(＜450℃)兩部分,產(chǎn)物不同圖4-16■等溫轉(zhuǎn)變C曲線圖4-1645②作用:近似的判斷連續(xù)冷卻時合金的組織轉(zhuǎn)變過程和最終得到的組織圖4-17圖4-18②作用:近似的判斷連續(xù)冷卻時合金的組織轉(zhuǎn)變過程和最終得到的組46③影響C曲線形狀和位置的因素:合金元素:隨著加入的穩(wěn)定元素含量的增加,C曲線向右下方移動;若加入穩(wěn)定元素(Al,O,N)則促使相形核,加速相的分解,C曲線左移.塑性變形:有利于相在滑移帶上析出,加速相分解,C曲線左移.4.4時效過程中亞穩(wěn)定相的分解鈦合金淬火形成的亞穩(wěn)相α′、α″、ω和過冷β相，在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，加熱時會發(fā)生分解，最終的分解產(chǎn)物均為平衡組織α+β。若合金有共析反應(yīng)，則最終產(chǎn)物為α+TixMy，即③影響C曲線形狀和位置的因素:4.4時效過程中亞穩(wěn)定相的分47

在時效分解的一定階段，可以獲得彌散的α+β相，使得合金產(chǎn)生彌散強化，這就是鈦合金淬火時效強化的基本原理。①馬氏體的分解過程■六方馬氏體α′的分解（3種方式）α′β+α：含β同晶元素的鈦合金。

α′過渡相α+TixMy：含活性共析元素的鈦合金，分解過程與鋁合金時效分解類似，整個過程中發(fā)生明顯的沉淀硬化效應(yīng)。(3)α′ββ+TixMy：含非活性共析元素的鈦合金，分解過程十分緩慢?！鲂狈今R氏體的分解（43種方式）不同成分及狀態(tài)的合金，其分解的具體過程不同。

α″β亞+α″

貧β亞+α′β+α

α″α+α″富β亞+αβ+α

α″α″富+α″

貧β亞+α″

貧β+α

在時效分解的一定階段，可以獲得彌散的α+β相，48②ω相的分解

ω相實際上是β穩(wěn)定元素在α-Ti中一種過飽和固溶體，其在回火時發(fā)生的分解過程與上述α″的分解過程基本相同。α相在原來β晶界和ω/β相界上不均勻形核，長大并吞食ω相。

ω相先溶解，然后從β相中析出α相。延長實效時間或提高實效溫度，ω相逐漸失去穩(wěn)定性而直接轉(zhuǎn)變?yōu)棣料嗷颚痢湎?。③亞穩(wěn)β相的分解β亞β+α：合金濃度較低的合金在高溫（＞500℃）時效。β亞ω′+βω′+β+αβ+α：合金濃度較高的合金在低溫（300～

400℃）時效。(3)β亞β′+ββ′+β+αβ+α：對合金濃度高或添加抑制ω形成元素

的合金。②ω相的分解③亞穩(wěn)β相的分解49由于平衡的α相是在β相的溶質(zhì)原子貧化區(qū)的位置上形核析出，而溶質(zhì)原子貧

化區(qū)均勻的分布在整個基體上，所以利用低溫回火細化或控制合金的組織，改善合金的力學(xué)性能。

時效過程中形成的過渡相ω，結(jié)構(gòu)與性能與淬火形成的ω相相似，但是其轉(zhuǎn)變伴隨著成分的變化，屬于擴散型相變。由于平衡的α相是在β相的溶質(zhì)原子貧化區(qū)的位置上形核析出，而溶504.5鈦合金的熱處理及其對性能的影響鈦合金的熱處理基礎(chǔ)大多數(shù)鈦合金只是通過熱處理控制β→α相變,合金成分,特別是β相穩(wěn)定元素含量以及冷卻速度,對β相變有重要影響.■轉(zhuǎn)變溫度和冷卻速度對相變產(chǎn)物的影響:TTT曲線如右圖所示,不同的轉(zhuǎn)變溫度T1,T2,T3對應(yīng)的轉(zhuǎn)變過程不同;不同的冷卻速度對應(yīng)的相變過程和產(chǎn)物也有差別.①慢冷:β→α+β,相變產(chǎn)物為片層狀魏氏組織;②快冷:逐步由β→α+β→α+β+ω過渡到β→β+ω;含有較高β穩(wěn)定元素的合金易得到網(wǎng)籃狀組織.③再增加冷卻速度:亞穩(wěn)β

相或β→α馬氏體相變圖4-194.5鈦合金的熱處理及其對性能的影響鈦合金的熱處理基礎(chǔ)圖451鈦合金熱處理的特點概括如下:馬氏體相變不引起合金的顯著強化.這個特點與鋼的馬氏體相變不同.鈦合金的熱處理強化只能依賴淬火形成的亞穩(wěn)相的時效分解.

應(yīng)盡量避免生成ω相.形成ω相會使合金變脆,正確選擇失時效工藝(如采用高一些的時效溫度),即可使ω相平衡分解.

同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變難于細化晶粒.

導(dǎo)熱性差.

化學(xué)性活潑.鈦合金易與氧和水蒸汽反應(yīng),在工件表面形成具有一定深度的富氧層或氧化皮,使合金性能破壞.鈦合金熱處理時容易吸氫,引起氫脆.

β相變點差異大.即使是同一成分,但是冶煉爐次不同的合金,其β相變點有時差異很大(一般差5～70℃).這是制定工件加熱溫度時要特別注意的.

在β相區(qū)加熱時β晶粒長大傾向大.β晶粒粗化可使塑性急劇下降,故應(yīng)嚴格控制加熱溫度與時間,并慎用在β相區(qū)加熱的熱處理.以上特點,在鈦合金熱處理工藝的制定與實施過程中必須給與充分的注意.鈦合金熱處理的特點52在不同的加熱,冷卻條件下,鈦合金中出現(xiàn)各種相變,得到不同的組織.圖4-22圖4-23圖4-25在不同的加熱,冷卻條件下,鈦合金中出現(xiàn)各種相變,得到不同的組53就是以這一階段的變形速率（=d/dt）表示。目前使用最廣泛的Ti-6Al-4V合金，是在20世紀40年代晚期由美國開發(fā)出來的。■背景：鈦產(chǎn)品主要分為兩類：海綿鈦和鈦白粉。這是因為鈦的兩個同素異晶體的比容差小，僅為0.隨著金紅石和高品味鈦鐵礦的大量開采和使用，其資源已逐漸枯竭，而社會對鈦產(chǎn)品的需求量有增無減，這迫使人們?nèi)ダ弥小⒌推肺缓伒V物。由于鈦的屈強比較高，彈性模量小（約為鐵的54%），成形時回彈量大，冷成形困難。②點蝕：金屬表面上個別有限部位迅速溶解并向深處發(fā)體外取結(jié)石鈦鎳記憶合金醫(yī)療器械9%）相比強度明顯提高，而塑性顯著降低。α″α″富+α″貧β亞+α″貧β+α提取金屬鈦的主要原料含鈦礦石，根據(jù)其形成的過程，主要分為巖礦和砂礦兩大類：(3)β穩(wěn)定元素:降低Tiβ轉(zhuǎn)變溫度的元素,又可分為但是Mo熔點高,與鈦不易形成均勻合金.主要出現(xiàn)在北半球，如：中國，美國，加拿大，俄羅斯等國家。②條狀的α組織:緩冷時得到8鈦及鈦合金的腐蝕性能穩(wěn)定元素超過臨界濃度的合金,淬火時不形成ω相,但可得到亞穩(wěn)定相,亞穩(wěn)定相在500℃以下回火轉(zhuǎn)變?yōu)棣叵?稱為回火ω相.目的是消除內(nèi)應(yīng)力,提高塑性及穩(wěn)定組織.②作用:近似的判斷連續(xù)冷卻時合金的組織轉(zhuǎn)變過程和最終得到的組織鈦合金的熱處理種類■理論基礎(chǔ):鈦合金的相變■強化熱處理機理:固溶相的彌散分布■種類:退火,時效,化學(xué)熱處理,形變熱處理等①退火目的是消除內(nèi)應(yīng)力,提高塑性及穩(wěn)定組織.常見的退火方式有去應(yīng)力退火,再結(jié)晶退火,雙重退火,真空去應(yīng)力退火等.圖4-26就是以這一階段的變形速率（=d/dt）表示。鈦合金的熱54表4-2表4-3表4-2表4-355②淬火時效利用相變產(chǎn)生強化效果,又稱強化熱處理.影響熱處理強化效果的因素主要有合金成分,熱處理工藝和原始組織.圖4-27圖4-28②淬火時效圖4-27圖4-2856表4-4表4-5表4-4表4-557③形變熱處理對工件進行形變使合金強化,將變形和熱處理結(jié)合起來的工藝.圖4-29表4-6表4-7③形變熱處理圖4-29表4-6表4-758圖4-32圖4-3259④化學(xué)熱處理為了改善鈦合金的那腐蝕性能,可采用電鍍,噴涂和化學(xué)處理的方法.化學(xué)處理包括滲N,滲C,滲B,滲金屬等鈦合金的化學(xué)熱處理與鋼的化學(xué)熱處理類似.即采用一定的方法,將待滲元素轉(zhuǎn)變成活性原子或離子狀態(tài),在熱能或電場的作用下,相工件表面滲透,并擴散至一定的深度,形成一定厚度的滲層,提高合金表面的硬度,耐磨性和耐蝕性.⑤鈦合金在熱處理過程中的污染問題鈦合金在熱處理過程中,當(dāng)溫度高于550～600℃以后,H,O,N,C等間隙元素極易滲入金屬表層.O,N滲入后可形成滲層,提高金屬的耐磨性,但使材料的塑性和疲勞強度下降,多用作耐磨零件使用.其他用途的零件,表面滲入H,O,N等元素后形成污染層.④化學(xué)熱處理605鈦合金的高溫性能5.1金屬高溫蠕變現(xiàn)象■蠕變和蠕變斷裂蠕變：金屬在長時間的恒溫，恒應(yīng)力（即使應(yīng)力小于該溫度下的屈服強度）作用下緩慢的產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。蠕變斷裂：由蠕變導(dǎo)致的斷裂■高溫材料的力學(xué)性能約比溫度：T/Tm（T為實驗溫度，Tm為金屬熔點，均采用熱力學(xué)溫度）。當(dāng)

T/Tm＞0.5時，為”高“溫，反之為”低“溫。力學(xué)性能：在高溫金屬力學(xué)行為的一個重要特點就是發(fā)生蠕變。對于不同的材料，在相同的約比溫度下，其蠕變行為相似，因而力學(xué)性能的變化也是相同的。5鈦合金的高溫性能5.1金屬高溫蠕變現(xiàn)象61■蠕變曲線金屬的蠕變過程可用蠕變曲線來描述，典型的蠕變曲線如下圖所示。曲線可分為3段：①ab段：過渡蠕變階段，這一階段開始的蠕變速率很大，隨著時間的延長，蠕變速率逐漸減小，到b點蠕變速率達最小值。②bc段：穩(wěn)定蠕變階段，這一階段蠕變速率幾乎保持不變，通常所值的蠕變速率，就是以這一階段的變形速率（=d/dt）表示。③cd段：加速蠕變階段，隨時間的延長，蠕變速率逐漸增大。至d點發(fā)生斷裂。圖5-2■蠕變曲線圖5-262同一種材料在不同條件下的蠕變曲線是不同的，隨應(yīng)力大小和溫度的高低而異。圖5-3同一種材料在不同條件下的蠕變曲線是不同的，隨應(yīng)力大小和溫度的63■應(yīng)力松弛對于在高溫下工作并依靠原始彈性變形獲得工作應(yīng)力的機件，如高溫管道法蘭接頭的緊固螺栓，用壓緊配合固定于軸上的汽輪機葉輪等，可能隨著時間的延長，在總變形量不變的情況下，彈性變形不斷的轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃?，從而使工作?yīng)力逐漸降低，以致失效，此種現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。可以將應(yīng)力松弛現(xiàn)象視為應(yīng)力不斷減小條件下的一種蠕變過程，這兩者的本質(zhì)是一樣的，只是由于外界條件不同而有不同的表現(xiàn)?！鰬?yīng)力松弛645.2鈦合金高溫變形時的微結(jié)構(gòu)演變■高溫鈦合金熱處理主要方式①β處理：在β轉(zhuǎn)變點以上進行，所得組織為粗大原始β晶粒內(nèi)部析出一定取向的α片。稱為魏氏組織。②α+β處理：在α+β兩相區(qū)進行，所得組織為細等軸初生α相，分布在轉(zhuǎn)變β相基體中，也稱等軸組織。③近β鍛造：在相變點以下10～15℃加熱，變形。變形后快淬的鍛件經(jīng)兩次高溫加一次低溫的強韌化處理，其組織由一定數(shù)量的等軸初生α，條狀α構(gòu)成的網(wǎng)籃和轉(zhuǎn)變β基體組成，稱為三態(tài)組織。5.2鈦合金高溫變形時的微結(jié)構(gòu)演變65■高溫條件下鈦合金的組織對于變形行為有重要影響。表5-1圖5-4■高溫條件下鈦合金的組織對于變形行為有重要影響。表5-1圖566圖5-5圖5-6圖5-5圖5-667圖5-8圖5-9圖5-8圖5-9685.3鈦合金的高溫性能及影響因素■晶粒尺寸的大小以及α相的體積分數(shù)對高溫變形的影響顯著表5-35.3鈦合金的高溫性能及影響因素■晶粒尺寸的大小以及α相的69圖5-12圖5-13圖5-12圖5-1370■變形溫度及變形速度對鈦合金顯微組織的影響。圖5-16圖5-17■變形溫度及變形速度對鈦合金顯微組織的影響。圖5-16圖5-71■不同蠕變條件下的顯微組織觀察圖5-21圖5-18■不同蠕變條件下的顯微組織觀察圖5-21圖5-18725.4我國高溫鈦合金的研究進展

國內(nèi)研制高溫鈦合金與國外有較大差距，尤其是在應(yīng)用方面。國內(nèi)500℃以上高溫鈦合金品種雖多，但目前得到實際應(yīng)用的只有Ti53311S合金，多數(shù)是實驗室或半工業(yè)試制性的結(jié)果。5.4我國高溫鈦合金的研究進展國內(nèi)研制高溫鈦合金736鈦及鈦合金的加工和制品生產(chǎn)6.1鈦合金鑄錠的制備■鈦及鈦合金鑄錠熔煉方法圖6-16鈦及鈦合金的加工和制品生產(chǎn)6.1鈦合金鑄錠的制備■鈦及74表6-1表6-175■鈦及鈦合金鑄錠制備過程中的問題①鑄錠的均勻性：易發(fā)生宏觀和微觀偏析。②外在夾雜：高密度夾雜和低熔點夾雜。④殘料的回收熔化：采用消耗電極渣殼熔化方法，可使使用返回料大100%。6.2鈦及鈦合金的鑄造鈦合金難熔且化學(xué)性質(zhì)活潑，在熔融狀態(tài)下能與幾乎所有的耐火材料和氣體反應(yīng)，大大增加了鑄造的困難。鑄鈦的造型材料應(yīng)具有：高的化學(xué)惰性，高的耐火度和抗熱沖擊性能，材料均勻細致，對水分和氣體的吸附能力小，導(dǎo)熱性能低，價格低廉和無毒等特點?！鲡伡扳伜辖痂T錠制備過程中的問題6.2鈦及鈦合金的鑄造76表6-2表6-277■熔煉鑄造方法：主要有自耗電極真空凝殼熔煉和感應(yīng)加熱熔煉。圖6-2■熔煉鑄造方法：主要有自耗電極真空凝殼熔煉和感應(yīng)加圖6-2786.3鈦及鈦合金的鍛造■鍛造溫度對組織性能的影響

鍛造溫度以β相變點以上50～150℃的β區(qū)域內(nèi)進行粗緞，在低于β相變點50～150℃的α+β區(qū)域進行精椴。表6-96.3鈦及鈦合金的鍛造表6-979

鍛造溫度對α+β鈦合金的室溫性能和β晶粒尺寸的影響見右圖。圖6-10

鍛造溫度對α鈦合金的室溫塑性和晶粒尺寸有類似的影響。圖6-11鍛造溫度對α+β鈦合金的室溫性能和β晶粒尺寸的影響80■鈦合金的鍛造工藝特點①變形抗力大②導(dǎo)熱性差③黏性大，流動性差■鈦合金鍛造的分類鈦合金的鍛造可分為開坯鍛造，自由鍛造，模鍛，旋鍛，等溫模鍛，冷模鍛等。圖6-15■鈦合金的鍛造工藝特點■鈦合金鍛造的分類圖6-15817粉末冶金鈦及鈦合金復(fù)合材料7.1粉末冶金鈦鈦材加工生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成材率較低，成產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量殘鈦。而粉末冶金鈦工藝流程短，可直接制取成品或接近成品尺寸的零件，能大幅降低鈦制件成本。此外，有些鈦制品，如難溶氧化物彌散鈦合金，高鎂含量的鈦合金，高難溶粗粉的鈦合金，儲氫鈦合金和快速冷凝鈦合金等，只能用粉末冶金工藝制造。7粉末冶金鈦及鈦合金復(fù)合材料7.1粉末冶金鈦82表7-1表7-183■鈦粉末冶金制品的應(yīng)用

鈦粉末冶金制品應(yīng)用廣泛，涉及許多領(lǐng)域以及國民經(jīng)濟的各個部門。

鈦多孔過濾材料：由于既具有一般金屬過濾材料的強度高，過濾精度高，耐高溫，體積小，易再生等優(yōu)點，又具有優(yōu)異的耐蝕性，因而在化工，冶金，電力，食品，飲料，醫(yī)療和環(huán)保等部門得到了廣泛應(yīng)用

鈦多孔過濾器■鈦粉末冶金制品的應(yīng)用鈦粉末冶金制品應(yīng)用廣泛，涉及許847.2鈦基復(fù)合材料

鈦基復(fù)合材料（TMC）具有比鈦合金更高的比強度和比模量，極佳的疲勞和蠕變性能，以及優(yōu)異的高溫性能和耐蝕性能。它克服了原鈦合金耐磨性及耐燃性差，彈性模量低等缺點；它可成形形狀復(fù)雜的零部件，減少了廢料和機械加工損耗；TMC可用作高溫，高壓，酸，堿，鹽等條件下的結(jié)構(gòu)材料，并大幅度的降低了成本，故被認為是能夠改變鈦性能和擴展材料應(yīng)用的一代新材料。圖7-27.2鈦基復(fù)合材料圖7-285表7-2■分類：按照增強劑特征，分為纖維增強鈦基復(fù)合材料和顆粒增強鈦基復(fù)合材料。表7-3表7-2■分類：按照增強劑特征，分為纖維增強鈦基復(fù)合材料和表86■鈦基復(fù)合材料的制備表7-4■鈦基復(fù)合材料的制備表7-487表7-5表7-588圖7-5圖7-5898鈦及鈦合金的腐蝕性能8.1工業(yè)純鈦腐蝕原理工業(yè)純鈦耐蝕原理在大氣和水溶液中，鈦表面會形成一層保護很好的氧化膜，使之處于鈍態(tài)，為防止其他元素進入鈦基體提供了有效的保護。鈦的耐腐蝕性能■鈦在氯化物及有機介質(zhì)中的耐腐蝕性能鈦材在中性或酸性的氯化物溶液中有高度的穩(wěn)定性。鈦在濕氯氣中的耐蝕性超過其他常用金屬。8鈦及鈦合金的腐蝕性能8.1工業(yè)純鈦腐蝕原理90表8-1表8-191■鈦在酸溶液中的耐腐蝕性能在稀鹽酸、硫酸、和磷酸中，鈦溶解的比鐵緩慢得多。隨著濃度的增加，特別是在溫度升高時，鈦溶解的速度顯著加快?！鲡佋趬A中的耐腐蝕性能在稀堿溶液（濃度低于20%）中，鈦是穩(wěn)定的；在較濃的堿溶液中，特別當(dāng)加熱時，它緩慢地作用放出氫并生成鈦酸鹽。表8-2表8-292影響鈦耐腐蝕的因素■雜質(zhì)的影響：Fe，O，C，N，Si等雜質(zhì)對鈦的耐腐蝕性能有影響，其中Fe的影響尤為顯著?！鰺崽幚淼挠绊懀簾崽幚砉に嚥煌瑢︹伒哪臀g性也有很大影響■加工工藝的影響：多數(shù)情況，加工制造工藝對鈦的均勻腐蝕不發(fā)生明顯的影響，但是某些加工使金屬的內(nèi)應(yīng)力增加或?qū)е陆M織變化，在一定的環(huán)境中會引起鈦腐蝕速率提高?！龊辖鹪氐挠绊懀涸谶€原性的酸中（如：鹽酸，硫酸），

Al、V、Mn、Sn等合金元素使鈦的耐蝕性降低。而在硝酸這類氧化性酸中，合金元素的影響較小。影響鈦耐腐蝕的因素938.2鈦及鈦合金的腐蝕形態(tài)①縫隙腐蝕：在構(gòu)件縫隙處，由于電介質(zhì)的滯流形成某種電化學(xué)電池引起的局部腐蝕現(xiàn)象。②點蝕：金屬表面上個別有限部位迅速溶解并向深處發(fā)展，而表面其他部位仍處于鈍化狀態(tài)。易發(fā)生在有縫隙的部位。③應(yīng)力腐蝕：金屬在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的同時作用下，往往在明顯低于材料屈服強度和表現(xiàn)很小延性時突然斷裂。8.2鈦及鈦合金的腐蝕形態(tài)94④電偶腐蝕：異種金屬在電解液中接觸時，由于穩(wěn)定電位不同引起的腐蝕現(xiàn)象。⑤吸氫和氫脆：鈦合金容易吸氫，少量吸氫即可導(dǎo)致材料脆化。⑥高溫腐蝕：高溫降低鈦的耐腐蝕性能。⑦磨損腐蝕：由于腐蝕流體和金屬表面間的相對運動引起金屬的加速破壞或腐蝕現(xiàn)象。④電偶腐蝕：異種金屬在電解液中接觸時，由于穩(wěn)定電位959鈦合金的應(yīng)用

使用部門用途航空工業(yè)

飛機機身和蒙皮、發(fā)動機、尾錐、噴管、彈射艙、防火壁、夾層結(jié)構(gòu)機身機架、連結(jié)件和其它零件

宇宙航行工業(yè)

飛船的液體燃料貯箱、高壓容器、船艙、蒙皮、結(jié)構(gòu)骨架、制動火箭主起落架

火箭、導(dǎo)彈高壓容器、液體燃料貯箱、外殼、噴嘴、火箭發(fā)動機

其它

原子能反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料、坦克天窗、炮筒和輕便常規(guī)武器等航空部門的應(yīng)用9鈦合金的應(yīng)用

使用部門用途飛機機身和蒙皮、發(fā)動機、尾錐、96荷蘭公司為F-16開發(fā)的鈦合金起落架

飛機活動腹鰭前接頭飛機發(fā)動機中國第一座原子反應(yīng)堆回旋加速器荷蘭公司為F-16開發(fā)的鈦合金起落架飛機活動腹鰭前接頭飛機97飛機鈦合金接頭飛機鈦合金接頭98化工部門的應(yīng)用使用部門用途石油化工反應(yīng)器、壓力容器、熱交換器、分離器配管、蒸餾塔頂凝縮器內(nèi)襯等

化學(xué)工業(yè)

蒸餾塔、反應(yīng)器、壓力容器、熱交換器、過濾器、測量儀器、汽輪機葉片、泵、閥、管道、氯堿生產(chǎn)電極、合成塔內(nèi)襯、其它耐酸設(shè)備內(nèi)襯

紡織工業(yè)

連續(xù)漂白機、蒸餾塔、反應(yīng)槽、冷凝器、熱交換管、離心分離機、噴絲頭、閥、泵

造紙工業(yè)攪拌器、漂白塔、加熱鍋、反應(yīng)塔配管

化工部門的應(yīng)用使用部門用途石油化工反應(yīng)器、壓力容器、熱交換器99使用部門用途海水淡化和發(fā)電廠熱交換器、冷凝器、供水加熱器、管道、其它接觸海水的設(shè)備冶金工業(yè)煉鋼吸氣劑、合金添加劑、超導(dǎo)合金材料、電解高純金屬（如鈉、鎳、鈷）的陰極板和電鍍槽等

艦艇工業(yè)艦艇外殼、甲板、閥、翼、快艇推進器、傳動軸、蒸汽機、深潛艇壓力艙、開發(fā)海洋設(shè)備使用部門用途海水淡化和發(fā)電廠熱交換器、冷凝器、供水加熱器、管100化工泵鈦螺旋管鈦合金石油測井儀器鈦合金的料架和料盤化工泵鈦螺旋管鈦合金石油測井儀器鈦合金的料架和料盤101醫(yī)藥領(lǐng)域醫(yī)療器械心臟瓣膜牙科整形外科骨折手術(shù)醫(yī)藥領(lǐng)域醫(yī)療器械102醫(yī)療器械矩形鈦質(zhì)頸椎椎間融合器

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