【鈦合金介紹】
鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點 而被廣泛用於各個領域。鈦無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性，是非常理想的金屬材料，它的 耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為工業中的王牌合金。銘特模具鋼 優越的特性：密度小（4.5kg/m3）、熔點高（1660℃）、耐腐蝕性強、比強度高、塑性好，還可以通過合 金化及熱處理的辦法制造出力學性能高的各種合金,是較為理想的航天工程結構材料。應用舉例:工業上除采用工業純鈦制造零件以外，大量使用的是鈦合金。它在航空、航天、化工、造船等工業部門獲得日益廣泛的應用,制造燃氣輪機部件。現貨供應鈦合金：TA1、 TA2、TA3、TA4、TA5、TA6、TA7、ELI、TA9、 TA10、TB2、TB3、TB4、TC1、TC2、TC3、TC4、TC6、TC9、TC10、TC11、TC12、BT3-1、BT15、BT3、48- OT3、T-A6V、Ti-811、β-C、BT1-1、BT1-0、Ti5AL-2.5Sn、BT1-2、BT1-000CB、BT10、β-21S、BT1-0、 BT1-1 BT1-2、BT1-00、BT1-0 BT5、TC4、TA0、TA1、TA2、TC3等更多牌號。
鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1％，但其強度低、塑性高。99.5％工業純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/cm3，熔點為1725℃，導熱系數λ=15.24W/(m.ρ=4.5g/cm3，熔點為172K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25％，斷麵收縮率ψ=25％，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
【鈦合金的分類】
鈦是同素異構體，熔點為1720℃，在低於882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上呈體心立方品格結構，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（titanium alloys）。室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：α合金,(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、鈦合金制品TC、TB表示。
α鈦合金 它是α相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實際應用溫度下，均是α相，組織穩定，耐磨性高於純鈦，抗氧化能力強。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化，室溫強度不高。
β鈦合金 它是β相固溶體組成的單相合金，未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效後合金得到進鈦合金制匕首一步強化，室溫強度可達1372～1666 MPa；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用。
α+β鈦合金 它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強鈦合金制武器化。熱處理後的強度約比退火狀態提高50％～100％；高溫強度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩定性次於α鈦合金。
三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α+β鈦合金；α鈦合金的切削加工性最好，α+β鈦合金次之，β鈦合金最差。α鈦合金代號為TA，β鈦合金代號為TB，α+β鈦合金代號為TC。
鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金（鈦-鉬，鈦-鈀合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金）等。典型合金的成分和性能見表
【鈦合金熱處理】
鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。
【鈦合金的性能】
鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1％，但其強度低、塑性高。99.5％工業純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/cm3，熔點為172矽鈦合金耐磨地坪5℃，導熱系數λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25％，斷麵收縮率ψ=25％，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
(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瞭許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料，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、骨架、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，其抗蝕性遠優於不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸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、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。含碳量大於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，易與摩擦表麵產生粘附現象。
(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，切削時加工表麵的回彈量很大，約為不銹鋼的2～3倍，造成刀具後刀麵的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。
【鈦合金的用途】
鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差，生產工藝復雜。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要，使鈦工業以平均每年約 8％的增長速度發展。目前世界鈦合金加工材年產量已達4萬餘噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純鈦（TA1、TA2和TA3）。
表麵質量：黑皮棒 磨光棒 車光棒
【鈦合金常用牌號用途】
工業純鈦YA1、YA2、YA3：沖壓性能優良。可進行各種形式的焊接,焊接性能良好,焊接接頭可達基體金屬強度的90%。易於鋸和砂輪切割,機械加工性能良好。耐蝕性能優良用於350℃以下、受力小的零件及沖壓成各種復雜形狀的零件。如火電站凝汽器；船用海水腐蝕的管道系統、閥門、泵；化工熱交換器、泵體、蒸餾塔；海水淡化系統、鍍鉑陽極；飛機的骨架、蒙皮、發動機部件、橫梁等。
鈦合金TA6：具有良好的焊接性能,有較高的蠕變強度,但工藝可塑性較低,可熱狀態下變形,合金在承受軸向負荷時,對切口沒有敏感性,切削性能尚好400℃以下工作的零件及焊接件。
鈦合金TA7：沖壓性能差,熱塑性尚好。可進行各種形式的焊接,性能良好,焊接接頭強度和塑性可與基體金屬相等。機械加工性能與工業純鈦相同。耐蝕性良好,高溫熱穩定性良好做500℃以下長期工作的結構件,可做各種模鍛件。
鈦合金TA8：熱塑性良好。可進行各種形式焊接,焊接性良好。機加工性與工業純鈦相同。抗氧化性良好500℃以下長期工作零件。可以制造發動機壓氣機盤和葉片。
鈦合金TC1：沖壓性良好。可進行各種形式焊接,焊接性良好。機加工性與工業純鈦相同。抗氧化性良好做400℃以下工作的零件。適於各種板材，沖壓和焊接零件。
鈦合金TC2：在350℃下,100h的持久強度在400MPa以上,熱加工有良的塑性。加熱到350-400℃,沒有發脆傾向,因此,可用其焊接在高溫下工作的零件做500℃以下工作的零件、焊接件、模鍛件和彎曲加工的零件等。
鈦合金TC3：沖壓性差,熱塑性良好。可進行各種形式的焊接,焊接接頭強度可達基體金屬強度90%。機械加工性能尚好,需要用硬質合金,大走刀量、慢速,充分冷卻。耐蝕性能良好,熱穩定性好。是應用最廣的鈦合金之一做400℃以下長期工作的零件。
鈦合金TC4：材料的組成為Ti-6Al-4V，屬於(a+b)型鈦合金，具有良好的綜合力學機械性能。比強度大。TC4的強度sb=1.012MPa，密度g=4.4*103，比強度sb/g=23.5，而合金鋼的比強度sb/g小於18。 鈦合金熱導率低。 鈦合金的熱導率為鐵的1/5、鋁的1/10，TC4的熱導率l=7.955W/m·K。
線膨脹系數=7.89*10-6℃，比熱=0.612cal/g·℃。鈦合金的彈性模量較低。TC4的彈性模量E=110GPa，約為鋼的1/2，故鈦合金加工時容易產生變形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金，采用兩種註入方案進行表麵改性，試驗表明，鈦合金經離子註入後，提高瞭顯微硬度，顯著地降低瞭滑動摩擦系數，有效地提高瞭耐磨性.為探明其改性機理，對註入與未註入樣品進行瞭X射線光電子能譜(XPS)分析，獲得滿意的結果.TC4鈦合金具有優良的耐蝕性、小的密度、高的比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優點，在航空航天、石油化工、造船、汽車，模具、醫藥等部門都得到成功的應用。
鈦合金TC5：在350以下穩定,在更高的溫度下塑性下降。在熱狀態下可進行鍛造、沖壓等變形在350℃以下工作的零件 。
鈦合金TC9：熱塑性尚好。機加工性與T合金相同。抗蝕性高。熱穩定性尚好400℃以下長期工作的零件。可制造壓氣機盤和葉片。
鈦合金TC10：沖壓性差,熱塑性良好。可進行各種形式的焊接,焊接接頭強度可達基體金屬強度90%。機械加工性能與T合金相同。耐蝕性能好。熱穩定性較好,熱處理效果顯著,淬透性好 做450℃以下長期工作的零件。
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