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    鈦棒、鈦合金棒等鈦合金材料的特性及棒材熱處理工藝的類別

    鈦棒、鈦合金棒等鈦合金材料的特性及棒材熱處理工藝的類別


     
      鈦在常溫下的空氣中十分穩定,當加熱到400~550℃時,則在表面生成一層牢固的氧化膜,起防止進一步氧化的保護作用。鈦吸收氧、氮、氫的能力很強,這類氣體是對金屬鈦十分有害的雜質,即使含量甚微(0.01%~0.005%)也能嚴重影響它的力學性能。在鈦的化合物中以二氧化鈦(TiO2)最有實用價值。Ti02對人體呈惰性,無毒害,它具有一系列優良的光學性質。Ti02不透明,光澤度與白度高,折射率與散射力大,遮蓋力強、分散性好,制成的顏料為白色粉末,俗稱鈦白,應用甚廣。鈦棒的外觀與鋼極為相似,密度為4.51克/厘米3,不足鋼的60%,是難熔金屬中密度最低的金屬元素。鈦的力學性質即通稱的機械性能與純度十分相關。高純鈦具有優良的機加工性能,延伸率、斷面收縮率均佳,但強度低,不適合作結構材料。工業純鈦含有適量的雜質,具有較高的強度和可塑性,適宜制作結構材料。
      鈦合金有低強高塑性、中強和高強之分,為200(低強)~1300(高強)兆帕,但大體上可以把鈦合金看作是高強合金。它們比被認為是中強的鋁合金的強度為高,在強度上已完全可以取代某些型號的鋼材。與鋁合金在150℃以上的溫度下強度迅速下降相比,某些鈦合金在600℃仍能保持良好的強度。 致密金屬鈦由于質量輕,比鋁合金強度高,能在高溫下保持比鋁為高的強度而受到航空工業的高度重視。鑒于鈦的密度為鋼的57%,其比強度(強度/重量比或強度/密度比皆稱比強度)高,抗腐蝕、抗氧化、抗疲勞能力均強,鈦合金的3/4用作以航空結構合金為代表的結構材料,1/4主要用作耐蝕合金。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)。
      鈦棒及鈦合金棒的熱處理工藝有以下3種:
      1、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。
      2、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。
      3、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。



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