職業(yè)教育材料成型與控制專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)

職業(yè)教育材料成型與控制專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)主講教師：王凡?金屬材料與熱處理?課程鈦合金的特點(diǎn)和應(yīng)用目錄鈦titanium源自單詞titans，是希臘神話里曾統(tǒng)治宇宙的古老神族的名字。泰坦尼克號(hào)Titanic也是來(lái)源于這個(gè)詞。不過(guò)鈦合金可不像泰坦尼克號(hào)那么脆弱了。鈦合金是一種性能非常良好的金屬材料一、鈦合金的特點(diǎn)在純鈦中參加鋁，鉬，鉻，錫，錳和釩等元素形成鈦合金。一、鈦合金的特點(diǎn)鈦合金在航空航天和軍工領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用。鈦合金的開展對(duì)一個(gè)國(guó)家的國(guó)防和科技開展具有重要的戰(zhàn)略意義。現(xiàn)代金屬戰(zhàn)略金屬難道是因?yàn)殁佋胤浅Ｏ∩賳?？其?shí)并不是這樣。金紅石和鈦白粉的主要成分就是二氧化鈦。但是要變成鈦合金，要把金紅石經(jīng)氧化并蒸餾提純成四氯化鈦，再經(jīng)過(guò)鎂復(fù)原制成海綿鈦，最后加工成鈦材。二、鈦合金的來(lái)源鈦合金有如此良好的性能，但是為什么應(yīng)用不夠廣泛呢？而且鈦合金不易切削和熱加工，想制成一定形狀就比較困難了，所以鈦合金的價(jià)格仍然居高不下。二、鈦合金的來(lái)源金紅石鈦白粉金紅石氧化蒸餾提純四氯化鈦海綿鈦鎂復(fù)原鈦材鈦合金具有α相和β相的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的溫度隨參加的合金元素的性質(zhì)和含量而定。不同合金元素對(duì)鈦合金的組織和性能的影響不同。三、鈦合金的分類參加鋁、鎵、氧、氮、碳等α穩(wěn)定元素，會(huì)使同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度升高。在室溫和工作溫度下獲得單相α組織，這種鈦合金稱為α鈦合金α穩(wěn)定元素對(duì)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響α鈦合金有良好的熱穩(wěn)定性、熱強(qiáng)性和焊接性；室溫強(qiáng)度比其他鈦合金低，塑性變形能力較差；不能熱處理強(qiáng)化，主要是固溶強(qiáng)化，通常在退火狀態(tài)下使用。三、鈦合金的分類

-Ti合金的顯微組織

鈦合金衛(wèi)星框架三、鈦合金的分類牌號(hào)有TA4、TA5、TA6、TA7、TA8等。TA7是典型合金，可制作在500℃以下工作的零件，如導(dǎo)彈燃料罐，超音速飛機(jī)的渦輪機(jī)匣，發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤和葉片等。三、鈦合金的分類參加鉻、鐵、錳、銅、鎳、硅、鈷等β穩(wěn)定元素，會(huì)使同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變溫度下降。可獲得穩(wěn)定的β相組織，這種鈦合金稱為β鈦合金。β穩(wěn)定元素對(duì)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響β鈦合金淬火后具有良好塑性、可進(jìn)行冷變形加工。經(jīng)淬火時(shí)效后，使合金強(qiáng)度提高，焊接性好，但熱穩(wěn)定性差。三、鈦合金的分類其牌號(hào)有TB1、TB2，主要用于350℃以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件，如飛機(jī)壓氣機(jī)葉片、軸、彈簧、輪盤等。三、鈦合金的分類參加β相穩(wěn)定元素如錳、鉻、釩等，再參加α相穩(wěn)定元素如鋁，可以在室溫下即獲得(α+β)雙相組織，故稱為α+β鈦合金。中性元素對(duì)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度的影響α+β型鈦合金的顯微組織三、鈦合金的分類α+β鈦合金具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進(jìn)行熱壓力加工。α+β鈦合金通過(guò)固溶處理及時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化，但由于在較高溫度使用時(shí)，固溶處理并時(shí)效后的組織不如退火后的組織穩(wěn)定。因此在航空工業(yè)中，這類合金多在退火狀態(tài)下使用。三、鈦合金的分類α+β型鈦合金壓氣機(jī)葉片α+β型鈦合金中的典型代表是TC4合金。該合金是國(guó)際上一種通用型鈦合金，其用量占鈦合金總消耗量50％左右。其室溫下抗拉強(qiáng)度為800～1100MPa，也有足夠的塑性，且在400℃以下組織穩(wěn)定，熱強(qiáng)度較高。鈦合金在航空、航天、航海、化工等工業(yè)部門得到日益廣泛的應(yīng)用。鈦合金作為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，可以承受更高的溫度。提高飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)效率。四、鈦合金的應(yīng)用鈦合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能，是一種上非常良好的結(jié)構(gòu)材料。如波音777飛機(jī)的材料中，鈦合金約占11％，美國(guó)F-22戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)材料，鈦合金用量約占結(jié)構(gòu)重量的41％。主要用于制造機(jī)身、機(jī)翼、蒙皮和承力構(gòu)件。前蘇聯(lián)制造的“臺(tái)風(fēng)號(hào)〞核潛艇，就是以鈦合金為外殼的核潛艇。四、鈦合金的應(yīng)用鈦合金的耐腐蝕性能好，可作為化工管道、冷凝器、閥門等。四、鈦合金的應(yīng)用同時(shí)它的低溫性能好，可以用作液氫液氧的管路和衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)件。同時(shí)鈦合金還