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鈦是現(xiàn)代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領(lǐng)域。鈦無毒、質(zhì)輕、強度高且具有優(yōu)良的生物相容性，是非常理想的金屬材料，它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為工業(yè)中的王牌合金。性能　　鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)，最純的碘化鈦雜質(zhì)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172

5℃，導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24w/(m.k)，抗拉強度σb=539mpa，伸長率δ=25％，斷面收縮率ψ=25％，彈性模量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60％，純鈦的強度才接近普通鋼的強度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，見表7-1，可制出單位強度高、剛性好、質(zhì)輕的零、部件。目前飛機的發(fā)動機構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。 熱強度高　　使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下�？刮g性好　　鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠優(yōu)于不銹鋼；對點蝕、酸  蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強；對堿  、氯  化物、氯  的有機物品、硝酸  、硫酸  等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽  介質(zhì)的抗蝕性差。低溫性能好　　鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。低溫性能好,間隙元素  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(jié)構(gòu)材料�；瘜W(xué)活性大　　鈦的化學(xué)活性大，與大氣中o、n、h、co、co2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2％時，會在鈦合金中形成硬質(zhì)tic；溫度較高時，與n作用也會形成tin

硬質(zhì)表層；在600℃以上時，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)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(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量小　　鈦的導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24w/（m.k）約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)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，不宜制作細長桿和薄壁件，切削時加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的2～3倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結(jié)磨損。 用途　　鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8％的增長速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達4萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是ti-6al-4v(tc4),ti-5al-2.5sn(ta7)和工業(yè)純鈦（ta1、ta2和ta3）。熱處理　　常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性，以獲得較好的綜合性能。通常α合金和（α β）合金退火溫度選在（α β）─→β相轉(zhuǎn)變點以下120～200℃；固溶和時效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到α相或化合物等細小彌散的第二相質(zhì)點，達到使合金強化的目的。通常(α β)合金的淬火在(α β)─→β相轉(zhuǎn)變點以下40～100℃進行，亞穩(wěn)定β合金淬火在(α β)─→β相轉(zhuǎn)變點以上40～80℃進行。時效處理溫度一般為450～550℃。 　　總結(jié)，鈦合金的熱處理工藝可以歸納為： 　�。�1）消除應(yīng)力退火：目的是為消除或減少加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。 　�。�2）完全退火：目的是為了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。 　�。�3）固溶處理和時效：目的是為了提高其強度，α鈦合金和穩(wěn)定的β鈦合金不能進行強化熱處理，在生產(chǎn)中只進行退火。α β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。 　　此外，為了滿足工件的特殊要求，工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。