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β系列鈦

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tb9

產品描述


TB9耐高溫鈦合金簡介:

 

鈦是現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于各個領域。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。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

5℃,導熱系數λ=15.24W/(m.K),抗拉強度σb=539MPa,伸長率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。

 

強度高:

 

  鈦合金的密度一般在4.51g/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了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料,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。

 

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。

 

抗蝕性好:

 

  鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠優于不銹鋼;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。

 

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。

 

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。含碳量大于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,易與摩擦表面產生粘附現象。

 

導熱系數小、彈性模量?。?/span>

 

  鈦的導熱系數λ=15.24W/(m.K)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,切削時加工表面的回彈量很大,約為不銹鋼的2~3倍,造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。

 

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4萬余噸,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)。

 

熱處理:

 

  常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內應力、提高塑性和組織穩定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α β)合金退火溫度選在(α β)─→β相轉變點以下120~200℃;固溶和時效處理是從高溫區快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩定的β相,然后在中溫區保溫使這些亞穩定相分解,得到α相或化合物等細小彌散的第二相質點,達到使合金強化的目的。通常(α β)合金的淬火在(α β)─→β相轉變點以下40~100℃進行,亞穩定β合金淬火在(α β)─→β相轉變點以上40~80℃進行。時效處理溫度一般為450~550℃。

  總結,鈦合金的熱處理工藝可以歸納為:

 

 ?。?)消除應力退火:目的是為消除或減少加工過程中產生的殘余應力。防止在一些腐蝕環境中的化學侵蝕和減少變形。

 

 ?。?)完全退火:目的是為了獲得好的韌性,改善加工性能,有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩定性。

 

 ?。?)固溶處理和時效:目的是為了提高其強度,α鈦合金和穩定的β鈦合金不能進行強化熱處理,在生產中只進行退火。α β鈦合金和含有少量α相的亞穩β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。

 

  此外,為了滿足工件的特殊要求,工業上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。

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