鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬製成的合金金屬。鈦是20世紀50年代發(fā)展起來的(de)一種重要的結構金屬,鈦合金強度高、耐蝕(shí)性好(hǎo)、耐熱性高。20世紀50~60年代,主(zhǔ)要是(shì)發(fā)展航空發動機用的高溫(wēn)鈦(tài)合金和機體(tǐ)用(yòng)的結構(gòu)鈦合金(jīn)。

鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等(děng)雜質含量有關(guān),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℃,導熱係數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(qiáng)度高
鈦合金的密度一般在4.51g/cm3左右,僅(jǐn)為鋼的60%,一些高強度鈦(tài)合金超過了許多合金結構鋼的強度。因(yīn)此鈦合金的比強度(強(qiáng)度/密度)遠大於其他金屬結構材料,可製出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及(jí)起落架等都使用鈦合金。
2、熱強度高
使用溫度比鋁合(hé)金高幾(jǐ)百度,在中(zhōng)等溫度下仍能保持所要求的強度,可(kě)在450~500℃的溫(wēn)度(dù)下長期工作這兩類鈦合(hé)金在150℃~500℃範圍內仍有很高的比強度,而(ér)鋁合金在150℃時比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作(zuò)溫度可達(dá)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(gōng)作,其抗蝕(shí)性遠優於不鏽鋼;對(duì)點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對堿、氯(lǜ)化物、氯的有機物品(pǐn)、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕(shí)能力。但鈦對具有還原性氧及(jí)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(néng)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(cái)料(liào)。
5、化學活性大
鈦的(de)化學活性大,與(yǔ)大氣中O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸(zhēng)氣、氨氣等產生強烈的化學反(fǎn)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(chéng)TiN硬質表層;在600℃以(yǐ)上時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上(shàng)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(xué)親和性也大(dà),易與摩擦表麵產生粘附(fù)現象。
6、導熱彈性小
鈦的導熱係數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係(xì)數比鈦的導熱係數約下降50%。鈦合金(jīn)的彈性模量約為鋼的(de)1/2,故其剛(gāng)性差、易變形,不宜製作細長杆和薄壁件,切削時(shí)加工表麵的回彈量很大,約為(wéi)不(bú)鏽鋼的2~3倍,造成刀具後刀麵的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。