鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬製成的合金金屬(shǔ)。鈦(tài)是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀50~60年代,主要(yào)是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結構鈦合金。

鈦是(shì)一種(zhǒng)新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜(zá)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(de)性能為:密(mì)度ρ=4.5g/cm3,熔點為1725℃,導熱係數(shù)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(liàng)E=1.078×105MPa,硬度(dù)HB195。
強度高
鈦合金的密度一般在4.51g/cm3左右,僅為鋼的60%,一些高強度鈦(tài)合金超(chāo)過了許(xǔ)多合金結(jié)構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強(qiáng)度/密度)遠大於其他金屬結構材料,可製出單位(wèi)強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的(de)發動機(jī)構件(jiàn)、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
熱強度高(gāo)
使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫(wēn)度下仍能保持所要求的強度(dù),可在450~500℃的溫度下長(zhǎng)期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃範圍內仍有很高的比強度,而(ér)鋁合(hé)金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工(gōng)作溫度(dù)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(zhōng)工作,其抗蝕性遠優於不鏽鋼;對點蝕、酸蝕(shí)、應力腐蝕的抵抗力特別強;對堿、氯化物、氯(lǜ)的有機物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦(tài)對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗(kàng)蝕性差。
低溫性能好
鈦合金(jīn)在(zài)低溫和(hé)超低溫下,仍能保持其力學(xué)性(xìng)能。低(dī)溫性能好(hǎo),間隙元(yuán)素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性(xìng)。因此,鈦合金也是(shì)一種重要的低溫結構材料。
化學活性大
鈦(tài)的化(huà)學活性大,與大氣中O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等(děng)產生強(qiáng)烈的化學反應。含碳(tàn)量(liàng)大於0.2%時,會在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC;溫(wēn)度較高時,與N作用(yòng)也會形成TiN硬(yìng)質(zhì)表層;在600℃以上(shàng)時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含(hán)量上升,也會形成脆化(huà)層。吸收氣體而產生的硬(yìng)脆表層深度(dù)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(yǔ)摩擦表麵產生粘附現象。
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(jīn)的導熱係數比鈦的導熱係數約下降50%。鈦合金的彈性(xìng)模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜製作細長杆和薄壁件,切削時加工表麵的(de)回彈量很大,約為不鏽(xiù)鋼的2~3倍,造成刀具後刀麵的劇烈摩擦、粘附、粘結(jié)磨損。