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

鈦(tài)是一種新型金(jīn)屬,鈦的性能(néng)與所含碳、氮、氫、氧等雜質含(hán)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(yè)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(kàng)拉(lā)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、強度高
鈦合金的密度一(yī)般在4.51g/cm3左(zuǒ)右,僅為鋼的60%,一些高(gāo)強(qiáng)度(dù)鈦(tài)合金(jīn)超過了許多合金結構(gòu)鋼的強度(dù)。因此鈦合金(jīn)的比強度(強度/密(mì)度)遠大(dà)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、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
2、熱(rè)強度(dù)高
使用溫度比鋁(lǚ)合金高幾百(bǎi)度,在中等溫度下仍能(néng)保持所(suǒ)要(yào)求(qiú)的強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃範圍內仍(réng)有很高的比強度,而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可(kě)達500℃,鋁合金則在(zài)200℃以(yǐ)下。
3、抗蝕性好
鈦合金在(zài)潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕(shí)性遠優於不鏽鋼;對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力(lì)特別強;對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有(yǒu)優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差(chà)。
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。低溫性能好(hǎo),間隙元素(sù)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料。
5、化學(xué)活(huó)性大
鈦(tài)的化學活性大,與大氣(qì)中O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。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(zài)600℃以上時,鈦吸收氧形成硬度很(hěn)高的硬化層;氫含量上升,也會形(xíng)成脆化層。吸收氣體而產生的(de)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,易與摩擦表麵產生粘附現象。
6、導熱彈性小(xiǎo)
鈦(tài)的導熱係數λ=15.24W/(m·K)約為鎳的(de)1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而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(dàn)性模量約為鋼(gāng)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(shí)加工(gōng)表麵的回彈量(liàng)很(hěn)大,約為不鏽鋼的2~3倍,造成刀具後刀麵的劇烈摩擦、粘附(fù)、粘結磨損。