鈦合金指(zhǐ)的是多種用鈦與其他金屬(shǔ)製成的(de)合金金屬。鈦是20世紀50年代發展起來的(de)一種重要的結構金屬(shǔ),鈦合(hé)金強度高、耐蝕性好、耐(nài)熱性高。20世紀50~60年代,主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構鈦合金。

鈦(tài)是一種新(xīn)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(chún)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(lā)強度σb=539MPa,伸長率δ=25%,斷麵收縮率ψ=25%,彈性模(mó)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(de)60%,一(yī)些高強(qiáng)度鈦合(hé)金超(chāo)過了許(xǔ)多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠(yuǎn)大(dà)於其(qí)他金屬結構材料(liào),可製出單位強度高、剛性好(hǎo)、質輕的(de)零部件。飛機的發(fā)動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架(jià)等都(dōu)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(réng)能保持所要求的(de)強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩(liǎng)類鈦(tài)合金在150℃~500℃範圍內仍有很高的比強(qiáng)度(dù),而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作(zuò)溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。
抗蝕性(xìng)好
鈦合金在(zài)潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠(yuǎn)優於不鏽(xiù)鋼;對點蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力(lì)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(néng)力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性(xìng)差。
低溫性能好
鈦合金在低溫和超低溫下(xià),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(néng)保持一定的塑性。因此,鈦合金也是一種重(chóng)要的(de)低溫結構材料(liào)。
化學活性大
鈦的化學活性大,與大氣中(zhōng)O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學反應。含碳(tàn)量大於0.2%時,會在鈦合金中(zhōng)形(xíng)成硬質TiC;溫度較高時,與N作用也會形成TiN硬質表(biǎo)層;在600℃以上時(shí),鈦吸收氧(yǎng)形成硬度很高的硬化(huà)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(yì)與摩擦(cā)表麵(miàn)產生粘附現象。
導熱彈性小
鈦的導熱係數λ=15.24W/(m·K)約(yuē)為鎳(niè)的1/4,鐵的(de)1/5,鋁的1/14,而(ér)各種鈦合金的導熱係數比鈦的導熱係數約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜製作細長杆(gǎn)和薄壁件,切削時加工表麵的回彈量很大,約為不鏽鋼的2~3倍,造成刀具(jù)後刀麵的(de)劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。