TB9耐高(gao)溫鈦(tai)合金簡(jian)介：

鈦(tai)是現代發(fa)展起來(lai)的(de)(de)(de)一種(zhong)重要的(de)(de)(de)結(jie)構金屬(shu)，鈦(tai)合(he)金因具(ju)(ju)有比強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)高(gao)、耐蝕(shi)性(xing)好(hao)、耐熱性(xing)高(gao)等特點(dian)而被廣泛(fan)用于各個領域。鈦(tai)無(wu)毒、質輕、強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)高(gao)且(qie)具(ju)(ju)有優良的(de)(de)(de)生物(wu)相(xiang)容性(xing)，是非常理想的(de)(de)(de)金屬(shu)材(cai)料，它的(de)(de)(de)耐熱性(xing)、強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)、塑(su)性(xing)、韌性(xing)、成形性(xing)、可焊性(xing)、耐蝕(shi)性(xing)和生物(wu)相(xiang)容性(xing)均較好(hao)，而成為工(gong)業中的(de)(de)(de)王牌合(he)金。性(xing)能　　鈦(tai)是一種(zhong)新型金屬(shu)，鈦(tai)的(de)(de)(de)性(xing)能與所含(han)碳、氮、氫、氧等雜(za)(za)質含(han)量有關(guan)，最(zui)純(chun)的(de)(de)(de)碘化鈦(tai)雜(za)(za)質含(han)量不超過0.1%，但其強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)低、塑(su)性(xing)高(gao)。99.5%工(gong)業純(chun)鈦(tai)的(de)(de)(de)性(xing)能為：密度(du)ρ=4.5g/cm3，熔點(dian)為172

5℃，導(dao)熱(re)系數λ=15.24W/(m.K)，抗(kang)拉(la)強度(du)σb=539MPa，伸長(chang)率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度(du)HB195。

強度高：

　　鈦(tai)合(he)金(jin)的密(mi)度(du)一般在4.51g/cm3左右(you)，僅為鋼的60%，純鈦(tai)的強(qiang)度(du)才接近普(pu)通(tong)鋼的強(qiang)度(du)，一些高強(qiang)度(du)鈦(tai)合(he)金(jin)超過了許多合(he)金(jin)結構(gou)(gou)(gou)鋼的強(qiang)度(du)。因此鈦(tai)合(he)金(jin)的比強(qiang)度(du)(強(qiang)度(du)/密(mi)度(du))遠大于其他金(jin)屬結構(gou)(gou)(gou)材料，見(jian)表7-1，可(ke)制(zhi)出單位強(qiang)度(du)高、剛性好(hao)、質(zhi)輕的零(ling)、部件(jian)。目前(qian)飛(fei)機的發(fa)動機構(gou)(gou)(gou)件(jian)、骨架、蒙皮、緊(jin)固件(jian)及起落架等都使用鈦(tai)合(he)金(jin)。

熱強度(du)高：

　　使用溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)比(bi)鋁(lv)合金(jin)(jin)高幾百(bai)度(du)(du)(du)，在(zai)中(zhong)等溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)仍(reng)能保持(chi)所(suo)要求(qiu)的強度(du)(du)(du),可在(zai)450～500℃的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)長期工作這兩(liang)類鈦(tai)合金(jin)(jin)在(zai)150℃～500℃范圍內(nei)仍(reng)有很高的比(bi)強度(du)(du)(du)，而鋁(lv)合金(jin)(jin)在(zai)150℃時(shi)比(bi)強度(du)(du)(du)明顯下(xia)降。鈦(tai)合金(jin)(jin)的工作溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)可達500℃，鋁(lv)合金(jin)(jin)則在(zai)200℃以下(xia)。

抗蝕(shi)性好：

　　鈦合金在潮濕的(de)(de)大(da)氣(qi)和海水介質(zhi)中(zhong)工作，其抗(kang)(kang)蝕(shi)性(xing)(xing)遠優(you)于(yu)不銹鋼；對點蝕(shi)、酸蝕(shi)、應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)抵抗(kang)(kang)力(li)(li)特別強；對堿、氯化物、氯的(de)(de)有(you)機(ji)物品、硝酸、硫酸等有(you)優(you)良的(de)(de)抗(kang)(kang)腐(fu)蝕(shi)能力(li)(li)。但鈦對具(ju)有(you)還原性(xing)(xing)氧及鉻鹽(yan)介質(zhi)的(de)(de)抗(kang)(kang)蝕(shi)性(xing)(xing)差。

低(di)溫性能(neng)好：

　　鈦合(he)金(jin)在低(di)溫(wen)(wen)(wen)和超低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)，仍能(neng)保(bao)持(chi)其(qi)力學性(xing)能(neng)。低(di)溫(wen)(wen)(wen)性(xing)能(neng)好,間隙元素極低(di)的(de)鈦合(he)金(jin),如TA7,在-253℃下(xia)還能(neng)保(bao)持(chi)一定的(de)塑性(xing)。因此，鈦合(he)金(jin)也是一種重要的(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)結構材料。

化學(xue)活(huo)性大(da)：

　　鈦的化(hua)(hua)學活性大(da)，與大(da)氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chan)生強烈的化(hua)(hua)學反應。含碳量大(da)于(yu)0.2%時(shi)(shi)，會在(zai)鈦合金(jin)中形成硬質TiC；溫度(du)較高時(shi)(shi)，與N作用(yong)也會形成TiN

硬質表(biao)層(ceng)(ceng)；在600℃以上(shang)時，鈦吸收(shou)氧形(xing)成(cheng)硬度(du)(du)很高的(de)硬化層(ceng)(ceng)；氫含量上(shang)升，也(ye)會形(xing)成(cheng)脆(cui)化層(ceng)(ceng)。吸收(shou)氣體(ti)而產生的(de)硬脆(cui)表(biao)層(ceng)(ceng)深度(du)(du)可達(da)0.1～0.15 mm，硬化程度(du)(du)為20%～30%。鈦的(de)化學(xue)親和性(xing)也(ye)大(da)，易與摩擦表(biao)面產生粘附現(xian)象。

導(dao)熱(re)系數小、彈性模(mo)量小：

　　鈦(tai)的(de)(de)導(dao)熱(re)系數(shu)λ=15.24W/（m.K）約(yue)為(wei)鎳的(de)(de)1/4，鐵的(de)(de)1/5，鋁的(de)(de)1/14，而各種(zhong)鈦(tai)合(he)金的(de)(de)導(dao)熱(re)系數(shu)比(bi)鈦(tai)的(de)(de)導(dao)熱(re)系數(shu)約(yue)下降50%。鈦(tai)合(he)金的(de)(de)彈(dan)性模量約(yue)為(wei)鋼(gang)的(de)(de)1/2，故(gu)其(qi)剛性差、易變(bian)形，不宜制作細長桿和薄壁件，切削時(shi)加工表面的(de)(de)回彈(dan)量很大，約(yue)為(wei)不銹鋼(gang)的(de)(de)2～3倍，造成刀具后刀面的(de)(de)劇烈摩(mo)擦(ca)、粘附、粘結磨損。

用途(tu)：

　　鈦合金(jin)具有強度高而密度又小(xiao)，機(ji)械性(xing)能好，韌性(xing)和抗蝕性(xing)能很好。另外，鈦合金(jin)的(de)工(gong)(gong)(gong)藝性(xing)能差(cha)，切(qie)削加工(gong)(gong)(gong)困難，在熱加工(gong)(gong)(gong)中(zhong)，非常容易吸收氫(qing)氧(yang)氮碳等雜質。還(huan)有抗磨性(xing)差(cha)，生產(chan)工(gong)(gong)(gong)藝復雜。鈦的(de)工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)化生產(chan)是1948年開始的(de)。航(hang)空工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)發展的(de)需要，使鈦工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)以(yi)平均每年約 8%的(de)增長速度發展。目(mu)前(qian)世(shi)界鈦合金(jin)加工(gong)(gong)(gong)材年產(chan)量(liang)已達4萬余噸,鈦合金(jin)牌號近30種。使用最廣泛的(de)鈦合金(jin)是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工(gong)(gong)(gong)業(ye)(ye)純(chun)鈦（TA1、TA2和TA3）。

熱處理(li)：

　　常(chang)用的(de)熱處理方法(fa)有退火(huo)、固溶(rong)和(he)(he)時(shi)效(xiao)處理。退火(huo)是(shi)為了消除內應力、提高塑性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)組織穩定性(xing)(xing)(xing)，以(yi)(yi)獲得(de)較(jiao)好的(de)綜合(he)(he)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。通常(chang)α合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)(he)（α β）合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)退火(huo)溫(wen)度選(xuan)在（α β）─→β相(xiang)轉變(bian)點(dian)以(yi)(yi)下120～200℃；固溶(rong)和(he)(he)時(shi)效(xiao)處理是(shi)從高溫(wen)區(qu)快冷,以(yi)(yi)得(de)到馬氏(shi)體α′相(xiang)和(he)(he)亞(ya)穩定的(de)β相(xiang),然后在中(zhong)溫(wen)區(qu)保溫(wen)使(shi)(shi)這(zhe)些(xie)亞(ya)穩定相(xiang)分(fen)解，得(de)到α相(xiang)或化(hua)合(he)(he)物等細小(xiao)彌散的(de)第二(er)相(xiang)質點(dian)，達(da)到使(shi)(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)強化(hua)的(de)目的(de)。通常(chang)(α β)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)淬火(huo)在(α β)─→β相(xiang)轉變(bian)點(dian)以(yi)(yi)下40～100℃進行，亞(ya)穩定β合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)淬火(huo)在(α β)─→β相(xiang)轉變(bian)點(dian)以(yi)(yi)上40～80℃進行。時(shi)效(xiao)處理溫(wen)度一般為450～550℃。

　　總結，鈦(tai)合(he)金的熱處(chu)理工藝(yi)可以歸納(na)為：

　　（1）消除應力退火：目的(de)是為消除或減(jian)少加(jia)工過程(cheng)中產生(sheng)的(de)殘余應力。防(fang)止在一些腐(fu)蝕(shi)環(huan)境中的(de)化學侵(qin)蝕(shi)和減(jian)少變形(xing)。

　　（2）完全退火：目的(de)是為了獲得好的(de)韌性，改(gai)善加工性能，有利(li)于再加工以及(ji)提高尺寸(cun)和組(zu)織的(de)穩定性。

　　（3）固溶(rong)處(chu)理和(he)時(shi)效(xiao)：目的(de)是為了(le)提高其強(qiang)度，α鈦(tai)合金(jin)和(he)穩定的(de)β鈦(tai)合金(jin)不能進(jin)行(xing)強(qiang)化(hua)熱處(chu)理，在生產中只進(jin)行(xing)退火。α β鈦(tai)合金(jin)和(he)含有少量(liang)α相的(de)亞穩β鈦(tai)合金(jin)可以(yi)通過固溶(rong)處(chu)理和(he)時(shi)效(xiao)使合金(jin)進(jin)一(yi)步(bu)強(qiang)化(hua)。

　　此外，為了滿(man)足工(gong)件(jian)的(de)特殊(shu)要求，工(gong)業上還采用雙重(zhong)退火、等溫(wen)退火、β熱處(chu)理(li)、形變熱處(chu)理(li)等金屬熱處(chu)理(li)工(gong)藝。