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各类牌号的钛材的主要性能及用途

发布时间:2022-02-24 11:44:15人气:190


钛及钛合金的牌号来源


类别牌号主要特性用途举例碘法钛TAD这是以碘化物法所获得的高纯度钛,故称碘法钛,或称化学纯钛。但是,其中仍然还有氧、氮、碳,这类间隙杂质元素,它们对纯钛的力学性能影响很大。随着钛的纯度提高,钛的强度、硬度明显下降。故起特点是:化学性稳定性很好,但强度很低。由于高纯度的钛强度较低,它作为结构材料应用意义不大,故在工业中很少用。目前在工业中广泛使用的是工业纯钛和钛合金。


工业纯钛


TA1  TA2  TA3  工业纯钛与化学纯钛不同之处是:它含有较多的氧、氮、碳及多种其他杂质元素(如铁、硅等),它实质上是一种低合金含量的钛合金。与化学纯钛相比,由于含有较多的杂质元素使其强度大大提高,它的力学性能与化学性与不锈钢相似(但和钛合金相比,强度任然较低)。


 工业纯钛的特点是:强度不高,但塑性好,易于加工成型,冲压、焊接、可切割加工性能良好;在大气,海水,湿氯气及氧化性、中性、弱还原性介质中具有良好的耐蚀性,抗氧化性优于大多数奥氏体不锈钢耐热性较差,使用温度不太高。


工业纯钛按其杂质含量的不同,分为TA1、TA2和TA3三个牌号。这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增加的,故其机械强度和硬度也随之逐渐增加,但塑性、韧性相应下降。


工业上常用的纯钛是TA2,引起耐腐蚀性能和综合力学性能适中。对耐腐和强度要求较高时可采用TA3。对要求较好的成形性能是可采用TA1。


(1)主要用作工作温度360度以下,受力不大但要求高塑性的冲压件和耐蚀结构零件,例如:飞机的骨架及蒙皮,发动机附件,船舶用耐海水腐蚀管道、阀门、泵。海水淡化系统零部件,化工上的热交换器、泵体、蒸馏塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、坚固件、离子泵、压缩机气阀以及柴油发动机活塞、连杆、叶簧等。


(2)TA1、TA2在铁含量为0.095%,氧含量为0.08%,氢含量为0.0009%,氮含量为0.0062%时,具有很好的低温韧性和高的低温强度,可用作-259℃以下的低温结构材料。


α型钛合金


TA4  这类合金在室温和使用温度有α型单相态,不能热处理强化(追灭是唯一的处理方式),主要依靠固溶强化。室温强度一般低于β型和α+β型钛合金(但高于工业纯钛),而在高温(500℃--600℃)下的强度和蜕变,强度却是三类钛合金中最高的,且组织稳定,抗氧化性和焊接性能好,耐蚀性和可切削加工性能也较好,但塑性低(热塑性仍然良好)室温冲压性能差。其中使用最广的是TA7,它在退火状态下具有中等强度和足够的塑性,焊接性能良好。可在500℃以下使用,当其间隙杂质元素(氧、氢、氮等)含量极低时,再超低温时还具有良好的韧性和综合力学性能,是优良的超低温合金之一。


抗拉强度比工业纯钛稍高,可做中等强度范围的结构材料,国内主要用焊丝。TA5  TA6用于400℃以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件,如飞机蒙皮,骨架零件,压气机壳体、叶片、船舶零件等。TA7500℃以下长期工作的结构零件和各种模锻件,短时使用可到900℃。亦可用作超低温(-233℃)部件(如超低温用的容器)。


TA8500℃长期工作的零件,可用于制造发动机压气机盘和叶片。氮合金的资质稳定性较差。在使用上收到一定限制。


β 型钛合金


TB2  这类合金的主要合金元素是钼、铬、钒等β稳定性化元素。在正火或级火时很容易将高温β相保留到室温,获得介稳定的β单相组织,故称β型钛合金。


β型钛合金可热处理强化,有较高的强度,焊接性能和压力加工性能良好;但性能不够稳定,熔炼工艺复杂,故应用不如α型、α+β型钛合金广泛。在350℃以下工作的零件,主要用于制造各种整体热处理(固溶、时效)的板材冲压件和焊接件;如压气机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件,以及飞机的构建等。


TB2的合金一般在固溶处理状态下交货,再固溶,时效候使用。




α+β  型钛合金


TC1  TC2这类合金在高温时α+β型两相组织,因而得名为α+β型钛合金。它具有良好的综合力学性能,大多可热处理强化(氮TC1 、TC2、TC7不能热处理强化),锻造、冲压及焊接性能较好,可切削加工,室温强度高。150-500度以下且有较好的耐热性,有的(如TC1、TC2、TC3、TC4)并有良好的低温韧性和良好的抗海水应力腐蚀性能。缺点是不够稳定。


这类合金以TC4应用最为广泛,用量约占现有钛合金生产量的一般。该合金不仅具有良好的室温、高温、低温力学性能,且在多种介质中具有优异的耐腐蚀性,同时可焊接、冷热成型并可热处理强化;因而在宇航,船舶,兵器以及化工等工业部门均获得广泛应用。


400℃以下工作的冲压件,焊接件以及模锻件和弯曲加工的各种零件。这两种合金还可以用作低温结构材料。


TC3  TC4  400℃以下长期工作的零件,结构用的锻件,各种容器、泵、低温部件,船舰耐压壳体、坦克附带等,强度比TC1、TC2高。TC6可在450℃以下使用,主要用作飞机发动机结构材料。


TC7  TC9  500℃以下长期工作的零件,主要用在飞机喷气发动机的压气机盘和叶片上。


TC10  450℃以下长期工作的零件,如飞机结构零件。起落支架,蜂窝联结件,导弹发动机外壳,武器结构件等


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