金属耐蚀材料第十二讲钛合金.pdf

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1、第23卷第1期腐蚀与防护Vol.23No.12002年1月CORROSION&PROTECTIONJanuary2002专题讲座　金　属　耐　蚀　材　料　　　　　第十二讲　钛合金徐增华(上海材料研究所,上海200437)++中图分类号:TG174.2/TG146.23文献标识码:B文章编号:10052748X(2002)0120042204体。该合金的牌号用“TC”加顺序号表示,如TC1、1　概　述TC10等共10个牌号。其中TC4(Ti26Al24V)合金钛在地壳中藏量丰富,仅次于铝、铁、镁,占第四应用最广,其产量

2、占世界各国钛合金总产量的位。钛的比重为4.5,而钛合金的强度较高,比强度60%。大。由于这一特点,被主要用于航空工业,成为“空(3)β型钛合金　这类钛合金含β稳定元素总中金属”。钛在热力学上是不稳定的,但在大气或水量大于17%,退火或淬火状态得到单相的β固溶体中,其表面都会立即生成一层保护性氧化膜,使之处组织。合金的牌号用“TB”加顺序号表示,如TB1、于钝化状态,从而在许多腐蚀介质中具有优异的耐TB2,目前只有两个牌号。腐蚀性能。且这些膜有很好的“自愈”合性,一旦被目前工业上应用的钛合金牌号及化学成分示于机械损伤,

3、几乎立即就会“自愈”而形成新膜。由于表1。这一特点,又被广泛用作耐腐蚀结构材料,在化工、3　钛及其合金的物理2力学性能湿法冶金、海洋工业、食品、印染、纺织等部门中,被迅速地推广应用。下面介绍钛及其合金的分类和有3.1　纯　钛关性能。由碘化法(即通过真空加热并使TiI离解)制得的纯钛、强度低、塑性大,其主要物理2力学性能指标2　钛及其合金的分类如下:根据纯钛生产方法的不同,可分为碘化法钛和抗拉强度　σb:214255MPa;屈服强度σ0.2:镁热法钛。碘化法钛的纯度可达99.9%,又称为高118171MPa;延伸率δ5

4、:50%60%;断面收缩率ψ:纯度钛;镁热法钛的纯度仅达99.5%,又称为工业70%80%;布氏硬度(HB):130;标准弹性模量E:3纯钛。工业纯钛是目前工业上大量应用的纯钛。106×10MPa;泊松系数μ:0.34。钛合金的分类方法较多,按用途可分为强度钛工业纯钛杂质含量较高,大大提高了强度,同时合金、耐蚀钛合金、功能钛合金等。但目前大多按组使室温下塑性显著降低,如TA3合金,σb:5392织来分类。钛有两个同素异构体:在多晶转化温度686MPa,δ:20%25%。(882.5℃)以下为α钛,它具有密排六方晶格;

5、当温3.2α型钛合金度高于多晶转变温度,但低于熔点时,称为β钛,它α型钛合金的主要合金元素是α稳定元素铝,具有体心立方晶格。根据合金元素对钛的同素异构其次是中性元素锡和锆。铝能提高同素异构转变温体转变温度的影响和所得组织的不同,钛合金可分度,扩大α相区,起固溶强化作用。α型钛合金的特为三类。点是不能热处理强化,通常在退火状态下使用。室(1)α型钛合金　退火状态的组织为单相的α温强度较低,而且由于α型钛合金具有六方晶格构固溶体或α固溶体加微量的金属间化合物。α型钛造,塑性变形时滑移系少,故塑性变形能力较差,其合金的牌号

6、用“TA”加顺序号表示,如TA1、TA8等力学性能列于表2。共8个牌号,其中TA1TA3是工业纯钛。3.3α+β型钛合金(2)α+β型钛合金　这类钛合金含β稳定元素这类钛合金的强化主要是靠β稳定元素钒、锰、比较高,总量为2%6%,退火状态组织为α+β固溶铬、铁、钼等溶于β相中起固溶强化作用和提高β相·42·徐增华:金属耐蚀材料　第十二讲　钛合金表1　钛合金的牌号及化学成分合金化学成分/%牌号类型AlCrMoSnMnVFeCuSiZrBTiTA42.03.3----------余量TA53.34.3---------0

7、.005余量αTA64.05.5----------余量型TA74.05.5--2.03.0-------余量TA84.05.5--2.03.0---2.53.2-1.01.5-余量βTB13.04.010.011.57.08.0--------余量型TB22.53.57.58.54.75.7--4.75.7-----余量TC11.02.5---0.82.0------余量TC22.03.5---0.82.0------余量TC34.56.0----3.54.5-----余量αTC45.56.8----3.54.5-

8、----余量+TC54.06.22.03.0---------余量βTC64.51.21.02.51.02.8---0.51.5----余量型TC75.08.00.40.9----0.250.6-0.250.6-0.001余量TC85.86.8-2.83.8-----0.200.35--余量TC95.86.8-2.83.8-----0.20.4