鈦合金介紹（課堂PPT）

1、1材料科學(xué)前沿材料科學(xué)前沿鈦及鈦合金鈦及鈦合金2內(nèi)容提要內(nèi)容提要四、鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用四、鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用三、鈦合金物理冶金基礎(chǔ)三、鈦合金物理冶金基礎(chǔ)二、純鈦二、純鈦一、一、 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介3一一 、 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介41791年，英國(guó)牧師格累高爾發(fā)現(xiàn)了一種新元素。年，英國(guó)牧師格累高爾發(fā)現(xiàn)了一種新元素。1795年，法國(guó)化學(xué)家克拉普羅特以日耳曼神話(huà)中年，法國(guó)化學(xué)家克拉普羅特以日耳曼神話(huà)中女神坦的名字為它命名女神坦的名字為它命名“Titanium”，譯成中文就譯成中文就是是“鈦鈦”。從此，鈦便進(jìn)入了科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室。從此，鈦便進(jìn)入了科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室。簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介5Q鈦是一種新金屬，由于它具有一系列優(yōu)異特性，被廣泛用

2、于航鈦是一種新金屬，由于它具有一系列優(yōu)異特性，被廣泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和空、航天、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和日常生活器具等工業(yè)生產(chǎn)中，它被譽(yù)為現(xiàn)代金屬。日常生活器具等工業(yè)生產(chǎn)中，它被譽(yù)為現(xiàn)代金屬。簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介Q金屬鈦生產(chǎn)從金屬鈦生產(chǎn)從1948年至今才有半個(gè)世紀(jì)的歷史，它是伴隨著航年至今才有半個(gè)世紀(jì)的歷史，它是伴隨著航空和航天工業(yè)而發(fā)展起來(lái)的新興工業(yè)。它的發(fā)展經(jīng)受了數(shù)次大起空和航天工業(yè)而發(fā)展起來(lái)的新興工業(yè)。它的發(fā)展經(jīng)受了數(shù)次大起大落，這是因?yàn)殁伵c飛機(jī)制造業(yè)有關(guān)的緣故。大落，這是因?yàn)殁伵c飛機(jī)制造業(yè)有關(guān)的緣故。Q但總的說(shuō)來(lái)，鈦發(fā)展的速度是很

3、快的，它超過(guò)了任何一種其他但總的說(shuō)來(lái)，鈦發(fā)展的速度是很快的，它超過(guò)了任何一種其他有色金屬的發(fā)展速度。這從全世界海綿鈦工業(yè)發(fā)展情況可以看出：有色金屬的發(fā)展速度。這從全世界海綿鈦工業(yè)發(fā)展情況可以看出：海綿鈦生產(chǎn)規(guī)模海綿鈦生產(chǎn)規(guī)模60年代為年代為60kt/a，70年代為年代為1l0kt/a，80年代為年代為130kt/a，到到1992年已達(dá)年已達(dá)140kt/a。6二、純鈦二、純鈦7純純 鈦鈦 Ti：Q: 4.507 g/cm3QTm：1688Q具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變: 882.5為密排六方結(jié)構(gòu)的為密排六方結(jié)構(gòu)的相相 882.5體心立方結(jié)構(gòu)的體心立方結(jié)構(gòu)的相相鈦在氮?dú)庵屑訜峥砂l(fā)生燃燒，因此鈦

4、在加熱和焊接時(shí)應(yīng)采鈦在氮?dú)庵屑訜峥砂l(fā)生燃燒，因此鈦在加熱和焊接時(shí)應(yīng)采用氬氣保護(hù)。用氬氣保護(hù)。 8密度小密度小, ,比強(qiáng)度高比強(qiáng)度高( (比強(qiáng)度高的特性仍可保持到比強(qiáng)度高的特性仍可保持到550550600 600 。與高強(qiáng)合金相比，相同強(qiáng)度水平可降低重量與高強(qiáng)合金相比，相同強(qiáng)度水平可降低重量4040以上以上) )彈性模量低彈性模量低（120120GPaGPa），），約為鐵的約為鐵的5454。導(dǎo)熱系數(shù)小導(dǎo)熱系數(shù)小( (比鐵低比鐵低4.54.5倍倍) )抗拉強(qiáng)度與其屈服強(qiáng)度接近抗拉強(qiáng)度與其屈服強(qiáng)度接近無(wú)磁性、無(wú)毒無(wú)磁性、無(wú)毒抗阻尼性能強(qiáng)抗阻尼性能強(qiáng)耐熱性能好耐熱性能好耐低溫性能好耐低溫性能好( (在

5、液氮溫度下仍有良好的機(jī)械性能，強(qiáng)度高而在液氮溫度下仍有良好的機(jī)械性能，強(qiáng)度高而仍保持良好的塑性及韌性仍保持良好的塑性及韌性) )耐腐蝕性能耐腐蝕性能( (鈍化層（鈍化層（TiOTiO2 2）, ,納米尺度，室溫下長(zhǎng)大極慢納米尺度，室溫下長(zhǎng)大極慢) )吸氣性能（儲(chǔ)氣、干燥）吸氣性能（儲(chǔ)氣、干燥）鈦的十大性能鈦的十大性能9 特點(diǎn)：特點(diǎn)：Q是很活潑的元素。是很活潑的元素。Q有很好的鈍化性能，鈍化膜很穩(wěn)定，在許多環(huán)境中表現(xiàn)出有很好的鈍化性能，鈍化膜很穩(wěn)定，在許多環(huán)境中表現(xiàn)出很好的耐蝕性。有很好的耐蝕性。有“耐海水腐蝕之王耐海水腐蝕之王”之稱(chēng)。之稱(chēng)。Q高溫下，鈦的化學(xué)活性很高，能與鹵素、氧、氮、碳、硫高

6、溫下，鈦的化學(xué)活性很高，能與鹵素、氧、氮、碳、硫等元素發(fā)生劇烈反應(yīng)。等元素發(fā)生劇烈反應(yīng)。Q鈦一般不發(fā)生孔蝕；除在幾種個(gè)別介質(zhì)（如發(fā)煙硝酸、甲鈦一般不發(fā)生孔蝕；除在幾種個(gè)別介質(zhì)（如發(fā)煙硝酸、甲醇溶液）中，也不發(fā)生晶間腐蝕；鈦的應(yīng)力腐蝕破裂敏感醇溶液）中，也不發(fā)生晶間腐蝕；鈦的應(yīng)力腐蝕破裂敏感性小，具有抗腐蝕疲勞的性能，耐縫隙腐蝕性能良好。性小，具有抗腐蝕疲勞的性能，耐縫隙腐蝕性能良好。 純鈦特點(diǎn)純鈦特點(diǎn)純鈦：純鈦：一種銀白色的金屬一種銀白色的金屬10純鈦（分類(lèi)用途）純鈦（分類(lèi)用途）根據(jù)根據(jù)雜質(zhì)含量雜質(zhì)含量，鈦分為高純鈦（純度達(dá)，鈦分為高純鈦（純度達(dá)99.9%）和工業(yè)純鈦）和工業(yè)純鈦（純度達(dá)（純度

7、達(dá)99.5%）。）。工業(yè)純鈦有三個(gè)牌號(hào)，分別用工業(yè)純鈦有三個(gè)牌號(hào)，分別用TA順序號(hào)數(shù)字順序號(hào)數(shù)字1、2、3表示表示，數(shù)字越大，純度越低。數(shù)字越大，純度越低。雜質(zhì)含量對(duì)鈦的性能影響很大，少量雜質(zhì)可顯著提高鈦的強(qiáng)度，雜質(zhì)含量對(duì)鈦的性能影響很大，少量雜質(zhì)可顯著提高鈦的強(qiáng)度，故工業(yè)純鈦強(qiáng)度較高，接近高強(qiáng)鋁合金的水平，主要用于制造故工業(yè)純鈦強(qiáng)度較高，接近高強(qiáng)鋁合金的水平，主要用于制造350以下溫度工作的石油化工用熱交換器、反應(yīng)器、船艦零件、以下溫度工作的石油化工用熱交換器、反應(yīng)器、船艦零件、飛機(jī)蒙皮等。飛機(jī)蒙皮等。 1112三、鈦合金的物理冶金基礎(chǔ)三、鈦合金的物理冶金基礎(chǔ) 13鈦合金的物理冶金基礎(chǔ)鈦合金

8、的物理冶金基礎(chǔ) Q鈦合金二元相圖鈦合金二元相圖Q鈦合金分類(lèi)鈦合金分類(lèi)主要合金元素與相的形成主要合金元素與相的形成Q氣體雜質(zhì)元素的作用氣體雜質(zhì)元素的作用Q鈦合金熱處理基礎(chǔ)鈦合金熱處理基礎(chǔ)Q鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：14鈦合金二鈦合金二元相圖元相圖 以鈦為基的二元以鈦為基的二元合金相圖大致可合金相圖大致可分為四類(lèi)，見(jiàn)圖分為四類(lèi)，見(jiàn)圖ad15鈦合金二鈦合金二元相圖元相圖 (a)合金元素與合金元素與Ti和和Ti形成連續(xù)固溶體，鋯和鉿形成連續(xù)固溶體，鋯和鉿等元素的性質(zhì)與鈦極相近，原子半徑差別也不大，可等元素的性質(zhì)與鈦極相近，原子半徑差別也不大，可以形成連續(xù)固溶體。以形成連續(xù)

9、固溶體。16鈦合金二鈦合金二元相圖元相圖 (b)合金元素與合金元素與Ti形形成連續(xù)固溶體，而與成連續(xù)固溶體，而與Ti只形成有限固溶體，只形成有限固溶體，這類(lèi)元素?cái)U(kuò)大這類(lèi)元素?cái)U(kuò)大相區(qū)，縮相區(qū)，縮小小相區(qū)，降低相區(qū)，降低相區(qū)相區(qū)相區(qū)的相變溫度，稱(chēng)相區(qū)的相變溫度，稱(chēng)為為相區(qū)穩(wěn)定元素。鈦中相區(qū)穩(wěn)定元素。鈦中近鄰，如釩、鈮、鉭、近鄰，如釩、鈮、鉭、錸、鉬屬于這一類(lèi)，它錸、鉬屬于這一類(lèi)，它們是們是bcc結(jié)構(gòu)，原子尺寸結(jié)構(gòu)，原子尺寸也相差不大。也相差不大。17鈦合金二鈦合金二元相圖元相圖 (c)此類(lèi)合金元素此類(lèi)合金元素Ti和和Ti都形都形成有限固溶體，成有限固溶體，相區(qū)會(huì)發(fā)生共析相區(qū)會(huì)發(fā)生共析分解，這類(lèi)元素

10、分解，這類(lèi)元素有鉻、鈷、錳、有鉻、鈷、錳、鎢、鐵、鎳、銅、鎢、鐵、鎳、銅、銀、金、鈀、鉑銀、金、鈀、鉑等。它們使等。它們使相轉(zhuǎn)相轉(zhuǎn)變溫度下降，所變溫度下降，所以也屬于穩(wěn)定以也屬于穩(wěn)定相相元素。元素。18鈦合金二鈦合金二元相圖元相圖 (d)合金元素與合金元素與Ti和和Ti都形成有都形成有限固溶體，但限固溶體，但相相由包析反應(yīng)生成，由包析反應(yīng)生成，使使相轉(zhuǎn)變溫度升相轉(zhuǎn)變溫度升高，因而是高，因而是相穩(wěn)相穩(wěn)定元素。主要元素定元素。主要元素有鋁、硼、氧、氮、有鋁、硼、氧、氮、碳、鈧、稼、鑭、碳、鈧、稼、鑭、鈰、釓、釹、鍺等。鈰、釓、釹、鍺等。19鈦合金的分類(lèi)鈦合金的分類(lèi)Q鈦合金按退火狀態(tài)下的相組成，分為

11、鈦合金按退火狀態(tài)下的相組成，分為Q型鈦合金、以型鈦合金、以TA后加順序號(hào)表示其牌號(hào)后加順序號(hào)表示其牌號(hào)Q型鈦合金，以型鈦合金，以TB后加順序號(hào)表示其牌號(hào)后加順序號(hào)表示其牌號(hào)Q和和+型鈦合金，以型鈦合金，以TC后加順序號(hào)表示其牌號(hào)。后加順序號(hào)表示其牌號(hào)。20Q+型鈦合金型鈦合金的退火組織為的退火組織為+，以以TC加順序號(hào)表示其合金加順序號(hào)表示其合金的牌號(hào)。的牌號(hào)。Q合金同時(shí)含有合金同時(shí)含有相穩(wěn)定元素和相穩(wěn)定元素和相穩(wěn)定元素。組織以相穩(wěn)定元素。組織以相為主，相為主，相的數(shù)量通常不超過(guò)相的數(shù)量通常不超過(guò)30%。Q合金可通過(guò)淬火及時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化，多在退火狀態(tài)下使用。合金可通過(guò)淬火及時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化，多在退火

12、狀態(tài)下使用。+型型鈦合金的室溫強(qiáng)度和塑性高于鈦合金的室溫強(qiáng)度和塑性高于型鈦合金，生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，通型鈦合金，生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，通過(guò)改變成分和選擇熱處理制度又能在很寬的范圍內(nèi)改變合金的性過(guò)改變成分和選擇熱處理制度又能在很寬的范圍內(nèi)改變合金的性能，應(yīng)用比較廣泛，尤以能，應(yīng)用比較廣泛，尤以TC4用途最廣，用量最多。用途最廣，用量最多。 鈦合金的分類(lèi)鈦合金的分類(lèi)Q型鈦合金型鈦合金主要加入元素是主要加入元素是Al，其次是中性元素其次是中性元素Sn和和Zr，起起固溶強(qiáng)化作用。固溶強(qiáng)化作用。Q在退火狀態(tài)下的室溫組織是單相在退火狀態(tài)下的室溫組織是單相固溶體。固溶體。Q型鈦合金的牌號(hào)與工業(yè)純鈦相同，均劃入型鈦

13、合金的牌號(hào)與工業(yè)純鈦相同，均劃入TA系列。系列。Q型鈦合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，熱處理對(duì)于它們只是為了消型鈦合金不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，熱處理對(duì)于它們只是為了消除應(yīng)力或消除加工硬化。除應(yīng)力或消除加工硬化。21型鈦合金型鈦合金: 合金加入了大量的多組元合金加入了大量的多組元相穩(wěn)定元素，同時(shí)還相穩(wěn)定元素，同時(shí)還加入加入相穩(wěn)定元素相穩(wěn)定元素Al。應(yīng)用的應(yīng)用的型鈦合金主要為亞穩(wěn)定的型鈦合金主要為亞穩(wěn)定的鈦鈦合金，退火狀態(tài)為合金，退火狀態(tài)為+兩相組織，將其加熱到兩相組織，將其加熱到單相區(qū)后淬單相區(qū)后淬火，因火，因相來(lái)不及析出而得到的過(guò)飽和的相來(lái)不及析出而得到的過(guò)飽和的相，稱(chēng)為亞穩(wěn)相，稱(chēng)為亞穩(wěn)相。相。Q該類(lèi)合金

14、塑性好，易于冷加工成形，成形后可通過(guò)時(shí)該類(lèi)合金塑性好，易于冷加工成形，成形后可通過(guò)時(shí)效處理，使強(qiáng)度提高；效處理，使強(qiáng)度提高；Q該類(lèi)合金的淬透性高；該類(lèi)合金的淬透性高；Q化學(xué)成分偏析嚴(yán)重，這種類(lèi)型的合金只有兩個(gè)牌號(hào)，化學(xué)成分偏析嚴(yán)重，這種類(lèi)型的合金只有兩個(gè)牌號(hào)，實(shí)際獲得應(yīng)用的僅有實(shí)際獲得應(yīng)用的僅有TB2一種。一種。 鈦合金的分類(lèi)鈦合金的分類(lèi)22鈦的主要合金元素鈦的主要合金元素現(xiàn)有鈦合金中的主要合金元素有釩、鈮、鉬、鉻、錳、鎳、現(xiàn)有鈦合金中的主要合金元素有釩、鈮、鉬、鉻、錳、鎳、銅、錫及鉭等，可分為三類(lèi)：銅、錫及鉭等，可分為三類(lèi)：第一類(lèi)是第一類(lèi)是相穩(wěn)定元素相穩(wěn)定元素，提高，提高轉(zhuǎn)變溫度。轉(zhuǎn)變溫度。

15、鋁鋁是最常見(jiàn)、是最常見(jiàn)、最有效的最有效的強(qiáng)化元素，有效提高低溫和高溫（強(qiáng)化元素，有效提高低溫和高溫（550 550 以下）以下）的強(qiáng)度，同時(shí)鋁的密度小，因此的強(qiáng)度，同時(shí)鋁的密度小，因此鋁是鈦合金中的一個(gè)基本鋁是鈦合金中的一個(gè)基本合金元素合金元素。第二類(lèi)是合金元素錫、鋯等第二類(lèi)是合金元素錫、鋯等，能有效強(qiáng)化，能有效強(qiáng)化相，它們?cè)谙?，它們?cè)赥iTi和和TiTi都有大的固溶度，但對(duì)都有大的固溶度，但對(duì)相變溫度影響相變溫度影響較小，故有中性強(qiáng)化元素之稱(chēng)。它們的強(qiáng)化作用也可保持較小，故有中性強(qiáng)化元素之稱(chēng)。它們的強(qiáng)化作用也可保持到較高的溫度。到較高的溫度。第三類(lèi)是第三類(lèi)是相穩(wěn)定元素相穩(wěn)定元素，一般是降低，

16、一般是降低轉(zhuǎn)變溫度，見(jiàn)下頁(yè)。轉(zhuǎn)變溫度，見(jiàn)下頁(yè)。23Q 第三類(lèi)是第三類(lèi)是相穩(wěn)定元素相穩(wěn)定元素，一般是降低，一般是降低轉(zhuǎn)變溫度。它可以轉(zhuǎn)變溫度。它可以分為兩小類(lèi)：分為兩小類(lèi)：（1）產(chǎn)生產(chǎn)生相共析分解的元素相共析分解的元素，如，如鉻、鈷、錳、鎢、鐵、鎳、鉻、鈷、錳、鎢、鐵、鎳、銅、銀、金、鈀、鉑銅、銀、金、鈀、鉑等。隨溫度降低，等。隨溫度降低， 相會(huì)發(fā)生共析分解，析相會(huì)發(fā)生共析分解，析出出相及金屬間化合物相。銅、硅等合金化時(shí)，共析轉(zhuǎn)變快，析相及金屬間化合物相。銅、硅等合金化時(shí)，共析轉(zhuǎn)變快，析出出TiCu2，Ti5Si3。而鐵、錳、鉻、鈷、鎳等合金化時(shí)則速率較而鐵、錳、鉻、鈷、鎳等合金化時(shí)則速率較慢，

17、即使連續(xù)緩慢冷卻，也可能轉(zhuǎn)變不完全，保留一些殘余的慢，即使連續(xù)緩慢冷卻，也可能轉(zhuǎn)變不完全，保留一些殘余的相。當(dāng)快速冷卻時(shí)，共析反應(yīng)可以被完全抑制，過(guò)冷相。當(dāng)快速冷卻時(shí)，共析反應(yīng)可以被完全抑制，過(guò)冷相可保留相可保留到室溫，而不產(chǎn)生相變。到室溫，而不產(chǎn)生相變。（2）不產(chǎn)生不產(chǎn)生相共析分解的元素相共析分解的元素，如，如釩、鈮、鉭、錸、鉬釩、鈮、鉭、錸、鉬屬于屬于這一類(lèi)，慢冷時(shí)析出這一類(lèi)，慢冷時(shí)析出相，快冷時(shí)有相，快冷時(shí)有馬氏體相變。隨著合金元馬氏體相變。隨著合金元素含量達(dá)到臨界值，快冷使素含量達(dá)到臨界值，快冷使相成為室溫穩(wěn)定相。相成為室溫穩(wěn)定相。 相穩(wěn)定能力相穩(wěn)定能力按鉬釩鈮鉭次序變小。按鉬釩鈮鉭次

18、序變小。24當(dāng)含量較低時(shí)，當(dāng)含量較低時(shí)， C1之之前，前， 相發(fā)生馬氏體相相發(fā)生馬氏體相變，形成變，形成相。在成分相。在成分C1和和C2之間，得到之間，得到+ 殘余殘余相組織。當(dāng)成分相組織。當(dāng)成分達(dá)到達(dá)到C2時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變完全被抑制，只有變完全被抑制，只有殘留殘留相存在，在應(yīng)力相存在，在應(yīng)力下下分解，形成分解，形成相。當(dāng)相。當(dāng)含量大于含量大于C3時(shí)，殘余時(shí)，殘余相保持穩(wěn)定，不再分相保持穩(wěn)定，不再分解。實(shí)際上，此相并解。實(shí)際上，此相并非熱力學(xué)穩(wěn)定，回火非熱力學(xué)穩(wěn)定，回火時(shí)就會(huì)分解成彌散的時(shí)就會(huì)分解成彌散的質(zhì)點(diǎn)，只有當(dāng)元素含質(zhì)點(diǎn)，只有當(dāng)元素含量超過(guò)量超過(guò)C4時(shí)，才得到時(shí)，才得到室溫?zé)崃?/p>

19、學(xué)穩(wěn)定的室溫?zé)崃W(xué)穩(wěn)定的相。相。高溫高溫相淬火快速冷卻時(shí)的相變相淬火快速冷卻時(shí)的相變合金元素含量不同，可合金元素含量不同，可能獲得不同的快冷組織。能獲得不同的快冷組織。當(dāng)含量較低時(shí)，當(dāng)含量較低時(shí)，相發(fā)生相發(fā)生馬氏體相變，形成馬氏體相變，形成相。相。25氣體雜質(zhì)元素的作用氣體雜質(zhì)元素的作用TiTi是是hcphcp結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)，它的00010001面不是唯一的滑移面，其他面不是唯一的滑移面，其他如如 晶面也可參與滑移，因此，純鈦的塑性好，優(yōu)晶面也可參與滑移，因此，純鈦的塑性好，優(yōu)于鎂和鋅等。但鈦的機(jī)械性能與其氣體、雜質(zhì)（包括氧、氮、于鎂和鋅等。但鈦的機(jī)械性能與其氣體、雜質(zhì)（包括氧、氮、氫、鐵及硅

20、）含量有密切關(guān)系。氫、鐵及硅）含量有密切關(guān)系。Q氧氧：穩(wěn)定：穩(wěn)定相元素，在相元素，在相中的溶解度相中的溶解度w(O)高達(dá)高達(dá)14.5%，占，占據(jù)八面體間隙位置，產(chǎn)生點(diǎn)陣畸變，起強(qiáng)化作用，不利塑性。據(jù)八面體間隙位置，產(chǎn)生點(diǎn)陣畸變，起強(qiáng)化作用，不利塑性。因此，利用含氧量的不同可以得到幾種不同強(qiáng)度及加工性能因此，利用含氧量的不同可以得到幾種不同強(qiáng)度及加工性能組合的商業(yè)用純鈦。一般含氧量均較高，組合的商業(yè)用純鈦。一般含氧量均較高， w(O)達(dá)達(dá)0.10.2%。Q氮氮：是強(qiáng)穩(wěn)定：是強(qiáng)穩(wěn)定相元素，溶解度達(dá)相元素，溶解度達(dá)6.57.4%(質(zhì)量質(zhì)量)，也是，也是存在于間隙位置，形成間隙固溶體。它強(qiáng)烈提高強(qiáng)度而

21、降低存在于間隙位置，形成間隙固溶體。它強(qiáng)烈提高強(qiáng)度而降低塑性，當(dāng)塑性，當(dāng)w(N)0.2%時(shí)可發(fā)生脆性斷裂。所以含氮量不能太時(shí)可發(fā)生脆性斷裂。所以含氮量不能太高，但實(shí)際合金的高，但實(shí)際合金的w(N)也有也有0.030.06%的水平。的水平。1110011026氣體雜質(zhì)元素的作用氣體雜質(zhì)元素的作用氫氫：穩(wěn)定：穩(wěn)定相元素。相元素。Q在在335下，氫在下，氫在-Ti的溶解度為的溶解度為0.18%，并隨溫度降低而迅速下，并隨溫度降低而迅速下降。故降。故相鈦合金很容易發(fā)生氫脆，脆化原因是生成相鈦合金很容易發(fā)生氫脆，脆化原因是生成TiH2氫化物，氫化物，一般純一般純-Ti的沖擊韌性的沖擊韌性K180J/cm

22、2，當(dāng)當(dāng)w(H)=0.015%時(shí)，時(shí)， K降至降至30J/cm2。因此，具有因此，具有及及組織的鈦合金要求含氫量低，一般采組織的鈦合金要求含氫量低，一般采用真空冶煉，使含氫量較低。用真空冶煉，使含氫量較低。碳碳：穩(wěn)定：穩(wěn)定相元素，碳小于相元素，碳小于0.1，間隙固溶體，大于，間隙固溶體，大于0.1時(shí)析出碳時(shí)析出碳化物?；?。27鈦合金熱處理基礎(chǔ)鈦合金熱處理基礎(chǔ) 少數(shù)鈦合金系，如少數(shù)鈦合金系，如Ti-Cu系，可以進(jìn)行時(shí)效析系，可以進(jìn)行時(shí)效析出金屬間化合物（如出金屬間化合物（如Ti2Cu）強(qiáng)化。大多數(shù)鈦合金強(qiáng)化。大多數(shù)鈦合金只是通過(guò)熱處理控制只是通過(guò)熱處理控制相變，合金成分，特別是相變，合金成分，

23、特別是相穩(wěn)定元素含量以及冷卻速度，對(duì)相穩(wěn)定元素含量以及冷卻速度，對(duì)相變有重要影相變有重要影響。響。28鈦合金熱處理基礎(chǔ)鈦合金熱處理基礎(chǔ)自高溫自高溫相穩(wěn)定區(qū)冷卻下來(lái)，相穩(wěn)定區(qū)冷卻下來(lái)， 相發(fā)生分解。相發(fā)生分解。當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度T3時(shí)，轉(zhuǎn)變終了得時(shí)，轉(zhuǎn)變終了得+相。相。當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度T2時(shí)，先是時(shí)，先是+，此時(shí)此時(shí)為介穩(wěn)為介穩(wěn)定相，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄏ?，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)? +。當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度為當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度為T(mén)1時(shí)，發(fā)生時(shí)，發(fā)生+相變。相變。三種情況下相應(yīng)的硬度變化見(jiàn)圖。三種情況下相應(yīng)的硬度變化見(jiàn)圖。相均勻細(xì)相均勻細(xì)小，析出明顯強(qiáng)化合金，但一般同時(shí)引起嚴(yán)重小，析出明顯強(qiáng)化合金，但一般同時(shí)引起嚴(yán)重脆性

24、。因此，脆性。因此，相沉淀硬化是難以接受的。相沉淀硬化是難以接受的。再增加冷速，可以不發(fā)生相變得到室溫介穩(wěn)的再增加冷速，可以不發(fā)生相變得到室溫介穩(wěn)的相，或者得到相，或者得到馬氏體相變，得到馬氏體相變，得到馬氏體馬氏體相（當(dāng)相（當(dāng)穩(wěn)定劑小于臨界濃度時(shí)）；在隨后的時(shí)穩(wěn)定劑小于臨界濃度時(shí)）；在隨后的時(shí)效時(shí)，馬氏體又可以分解析出細(xì)小效時(shí)，馬氏體又可以分解析出細(xì)小相。相。29鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ) 鈦合金的機(jī)械性能與其顯微組織密切相關(guān)，通過(guò)鈦合金的機(jī)械性能與其顯微組織密切相關(guān)，通過(guò)熱處理和熱機(jī)械處理，可以得到需要的組織和性能。熱處理和熱機(jī)械處理，可以得到需要的組織和性能。 下面分下面分近近

25、和和鈦合金鈦合金、鈦合金鈦合金和和鈦合金鈦合金三類(lèi)三類(lèi)合金討論合金討論30鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)1.近近和和鈦合金鈦合金 這類(lèi)合金的力學(xué)性能對(duì)一般的熱處理不敏感，因?yàn)榭傔@類(lèi)合金的力學(xué)性能對(duì)一般的熱處理不敏感，因?yàn)榭偸鞘窍鄾](méi)有相變。通過(guò)冷加工和隨后退火控制相沒(méi)有相變。通過(guò)冷加工和隨后退火控制相的晶粒相的晶粒大小，通過(guò)固溶強(qiáng)化可以強(qiáng)化合金。熱加工制度分為大小，通過(guò)固溶強(qiáng)化可以強(qiáng)化合金。熱加工制度分為、+和和相區(qū)熱加工三種。經(jīng)相區(qū)熱加工三種。經(jīng)熱加工冷卻后得到片狀魏熱加工冷卻后得到片狀魏氏組織氏組織結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，熱加工可以得到等軸熱加工可以得到等軸結(jié)構(gòu)，對(duì)于近結(jié)構(gòu)，對(duì)于近鈦合金經(jīng)鈦合金經(jīng)

26、+熱加工后也可得到等軸熱加工后也可得到等軸結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 魏氏組織魏氏組織片結(jié)構(gòu)的斷裂韌性和抗疲勞裂紋擴(kuò)展性都片結(jié)構(gòu)的斷裂韌性和抗疲勞裂紋擴(kuò)展性都很好，而等軸很好，而等軸相結(jié)構(gòu)的低周疲勞性能和拉伸強(qiáng)度較高。相結(jié)構(gòu)的低周疲勞性能和拉伸強(qiáng)度較高。3132魏氏組織魏氏組織片結(jié)構(gòu)的斷裂韌性與屈服強(qiáng)度的關(guān)系片結(jié)構(gòu)的斷裂韌性與屈服強(qiáng)度的關(guān)系33間隙元素的硬化能力比間隙元素的硬化能力比穩(wěn)定元素大，源于形成強(qiáng)穩(wěn)定元素大，源于形成強(qiáng)的局部定向電子結(jié)合鍵。的局部定向電子結(jié)合鍵。穩(wěn)定元素和間隙元素的固溶強(qiáng)化穩(wěn)定元素和間隙元素的固溶強(qiáng)化34 穩(wěn)定元素的鈦固溶強(qiáng)化作用穩(wěn)定元素的鈦固溶強(qiáng)化作用多元合金強(qiáng)化更有效，固多元合金

27、強(qiáng)化更有效，固溶強(qiáng)化低溫有效，高溫時(shí)需溶強(qiáng)化低溫有效，高溫時(shí)需沉淀析出強(qiáng)化。沉淀析出強(qiáng)化。35鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)+鈦合金鈦合金2. +鈦合金鈦合金Ti-6Al-4V是應(yīng)用最廣泛的是應(yīng)用最廣泛的+鈦合金，其強(qiáng)度特性可通過(guò)控制鈦合金，其強(qiáng)度特性可通過(guò)控制、二相的相對(duì)含量及金相形態(tài)而變化。退火態(tài)合金拉伸強(qiáng)度約二相的相對(duì)含量及金相形態(tài)而變化。退火態(tài)合金拉伸強(qiáng)度約900MPa，而固溶時(shí)效態(tài)可以獲得而固溶時(shí)效態(tài)可以獲得1200MPa。一般說(shuō)來(lái)通過(guò)組織一般說(shuō)來(lái)通過(guò)組織細(xì)化和細(xì)化和相變控制，可以獲得高強(qiáng)度。首先經(jīng)相變控制，可以獲得高強(qiáng)度。首先經(jīng)+兩相區(qū)熱加工后兩相區(qū)熱加工后控制固溶處理，得到

28、細(xì)而均勻分布的一次控制固溶處理，得到細(xì)而均勻分布的一次相，再時(shí)效得到在前相，再時(shí)效得到在前相區(qū)析出細(xì)的二次相區(qū)析出細(xì)的二次相質(zhì)點(diǎn)。細(xì)的等軸相質(zhì)點(diǎn)。細(xì)的等軸結(jié)構(gòu)還具有較高的塑性、結(jié)構(gòu)還具有較高的塑性、疲勞裂紋形成阻力和高溫低周疲勞強(qiáng)度。疲勞裂紋形成阻力和高溫低周疲勞強(qiáng)度。當(dāng)合金在當(dāng)合金在相區(qū)處理時(shí)，則控制冷卻可得到魏氏組織片狀相區(qū)處理時(shí)，則控制冷卻可得到魏氏組織片狀相和相和網(wǎng)籃狀組織。在相同強(qiáng)度條件下，這種組織具有比等軸網(wǎng)籃狀組織。在相同強(qiáng)度條件下，這種組織具有比等軸結(jié)構(gòu)高結(jié)構(gòu)高的斷裂韌性、疲勞裂紋擴(kuò)展阻力和蠕變強(qiáng)度。的斷裂韌性、疲勞裂紋擴(kuò)展阻力和蠕變強(qiáng)度。36鈦合金的強(qiáng)韌化基礎(chǔ)鈦合金的強(qiáng)韌化基

29、礎(chǔ)鈦合金和近鈦合金和近鈦合金鈦合金鈦合金的鈦合金的相可以殘留到室溫，但卻是不穩(wěn)定的相可以殘留到室溫，但卻是不穩(wěn)定的相，隨后時(shí)相，隨后時(shí)效析出效析出第二相強(qiáng)化。這類(lèi)合金主要是時(shí)效強(qiáng)化，在制備過(guò)程第二相強(qiáng)化。這類(lèi)合金主要是時(shí)效強(qiáng)化，在制備過(guò)程中可以有很好的工藝和成型性能，以后經(jīng)熱處理又可以得到很中可以有很好的工藝和成型性能，以后經(jīng)熱處理又可以得到很高的強(qiáng)度，其強(qiáng)度和韌性均可優(yōu)于高的強(qiáng)度，其強(qiáng)度和韌性均可優(yōu)于+鈦合金。但是如果處理鈦合金。但是如果處理不當(dāng)，不當(dāng)，合金可產(chǎn)生嚴(yán)重脆性。合金可產(chǎn)生嚴(yán)重脆性。 0.2=850+70d-1(MPa)要求要求析出相質(zhì)點(diǎn)細(xì)小均勻析出。細(xì)化析出相質(zhì)點(diǎn)細(xì)小均勻析出。細(xì)

30、化晶?？梢酝七t晶界晶?？梢酝七t晶界相相優(yōu)先析出。低溫時(shí)效可以促進(jìn)均勻析出和控制優(yōu)先析出。低溫時(shí)效可以促進(jìn)均勻析出和控制長(zhǎng)大，二次時(shí)長(zhǎng)大，二次時(shí)效處理也可得到更加均勻的效處理也可得到更加均勻的。最有效的方法是控制位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，最有效的方法是控制位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)以促進(jìn)質(zhì)點(diǎn)在位錯(cuò)處均勻析出。有三類(lèi)不同方法可得到合適質(zhì)點(diǎn)在位錯(cuò)處均勻析出。有三類(lèi)不同方法可得到合適的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)均勻細(xì)小析出：一是固溶前冷加工；二是均勻細(xì)小析出：一是固溶前冷加工；二是冷加工恢復(fù)處理；三是溫加工（易得到合適的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)）。冷加工恢復(fù)處理；三是溫加工（易得到合適的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)）。37高塑性：細(xì)高塑性：細(xì)晶粒，適當(dāng)大小的

31、晶粒，適當(dāng)大小的沉淀強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化低塑性：粗大的低塑性：粗大的晶粒，晶粒，相析出相析出當(dāng)當(dāng)晶粒大到一個(gè)臨界值時(shí)，晶粒大到一個(gè)臨界值時(shí)，開(kāi)始發(fā)生沿晶斷裂而塑性下開(kāi)始發(fā)生沿晶斷裂而塑性下降，再增大到另一個(gè)臨界值降，再增大到另一個(gè)臨界值時(shí)塑性值降到零。時(shí)塑性值降到零。38特點(diǎn)：鈦合金的機(jī)械性能與耐蝕性都比純鈦特點(diǎn)：鈦合金的機(jī)械性能與耐蝕性都比純鈦有明顯提高。有明顯提高。工業(yè)上使用的都是鈦合金。工業(yè)上使用的都是鈦合金。鈦合金的主要腐蝕形態(tài)是氫脆和應(yīng)力腐蝕破鈦合金的主要腐蝕形態(tài)是氫脆和應(yīng)力腐蝕破裂裂。鈦合金特點(diǎn)及牌號(hào)鈦合金特點(diǎn)及牌號(hào)39鈦合金鈦合金 在純鈦中加入在純鈦中加入Al、Mo、Cr、Sn、Mn、V

32、等合金等合金元素形成鈦合金，按退火組織可分為：元素形成鈦合金，按退火組織可分為： 型型 型型 （）型鈦合金型鈦合金 分別用分別用TA、TB、TC加順序號(hào)表示。工業(yè)純鈦的室加順序號(hào)表示。工業(yè)純鈦的室溫組織為溫組織為相，因此牌號(hào)劃入相，因此牌號(hào)劃入型鈦合金的型鈦合金的TA序列。序列。 40Q顯微組織是顯微組織是相組織相組織，含有，含有相穩(wěn)定元素及中性強(qiáng)化相穩(wěn)定元素及中性強(qiáng)化元素。純鈦是一個(gè)典型的元素。純鈦是一個(gè)典型的-鈦合金，鈦合金， -鈦合金中的鈦合金中的主主要元素是鋁、鋯、錫要元素是鋁、鋯、錫等。等。Q當(dāng)加入少量當(dāng)加入少量相穩(wěn)定元素時(shí)，可以得到近相穩(wěn)定元素時(shí)，可以得到近-鈦合金，鈦合金，顯微組

33、織上除顯微組織上除相基體外，還有少量相基體外，還有少量相。相。Q典型的鈦合金有典型的鈦合金有Ti-8Al-1Mo-1V、IMI685（Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.25Si）型鈦合金組織特點(diǎn)型鈦合金組織特點(diǎn)41型鈦合金型鈦合金性能：性能：室溫強(qiáng)度低，高溫強(qiáng)度高；具有良好的抗氧化室溫強(qiáng)度低，高溫強(qiáng)度高；具有良好的抗氧化性、焊接性和耐蝕性，不可熱處理強(qiáng)化，退火態(tài)使用。性、焊接性和耐蝕性，不可熱處理強(qiáng)化，退火態(tài)使用。牌號(hào)：牌號(hào)：TA4、TA5、TA6、TA7、TA8等，常用的有等，常用的有TA5、TA7等，以等，以TA7最常用。最常用。TA7還具有優(yōu)良的低溫性能。還具有優(yōu)良的低溫性能。用途：

34、用途：用于制造用于制造500以下溫度工作以下溫度工作的火箭、飛船的低的火箭、飛船的低溫高壓容器，航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和管道、導(dǎo)彈燃溫高壓容器，航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片和管道、導(dǎo)彈燃料缸等。料缸等。TA5主要用于制造船艦零件。主要用于制造船艦零件。42-鈦合金和近鈦合金和近鈦合金：鈦合金：這類(lèi)合金含有大量的這類(lèi)合金含有大量的相穩(wěn)定元素，多數(shù)還含有鋁、相穩(wěn)定元素，多數(shù)還含有鋁、鋯、錫等元素。鋯、錫等元素。-鈦合金的室溫強(qiáng)度可達(dá)到鈦合金的室溫強(qiáng)度可達(dá)到+鈦合金水平，但具有鈦合金水平，但具有最佳的工藝性能，不過(guò)其高溫強(qiáng)度比不上最佳的工藝性能，不過(guò)其高溫強(qiáng)度比不上+合金。合金。近近鈦合金的顯微組織也是由鈦合

35、金的顯微組織也是由+鈦合金兩相組成。鈦合金兩相組成。典型的典型的-鈦合金如鈦合金如Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al(Ti-15.3),典型典型的近的近鈦合金如鈦合金如Ti-10V-2Fe-3Al(Ti-10.2.3)。型鈦合金型鈦合金43牌號(hào)：牌號(hào)：有有TB21、TB2兩個(gè)，可熱處理強(qiáng)化，實(shí)際兩個(gè)，可熱處理強(qiáng)化，實(shí)際 應(yīng)用的為應(yīng)用的為T(mén)B2。性能：性能：合金的強(qiáng)度高、焊接性好。熱穩(wěn)定性差。合金的強(qiáng)度高、焊接性好。熱穩(wěn)定性差。用途：用途：用于制造用于制造350以下溫度工作的飛機(jī)壓氣以下溫度工作的飛機(jī)壓氣 機(jī)葉片、彈簧、緊固件等。機(jī)葉片、彈簧、緊固件等。型鈦合金型鈦合金44Q含有較多的含有較多

36、的相穩(wěn)定元素和相穩(wěn)定元素和相穩(wěn)定元素，具有相穩(wěn)定元素，具有+相相混合組織結(jié)構(gòu)。這些相的金相形態(tài)和數(shù)量依成分、熱混合組織結(jié)構(gòu)。這些相的金相形態(tài)和數(shù)量依成分、熱加工變形和熱處理方式而異。加工變形和熱處理方式而異。Q這類(lèi)合金可經(jīng)處理得到很高的強(qiáng)度水平，典型例子這類(lèi)合金可經(jīng)處理得到很高的強(qiáng)度水平，典型例子有有Ti-6Al-4V(IMI318)合金和合金和IMI550(Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si).QTi-6Al-4V合金至今仍是使用最廣泛的鈦合金。合金至今仍是使用最廣泛的鈦合金。+型鈦合金組織特點(diǎn)型鈦合金組織特點(diǎn)45型鈦合金型鈦合金性能：性能：具有具有型和型和型鈦合金的優(yōu)點(diǎn)，但焊接性能不

37、如型鈦合金的優(yōu)點(diǎn)，但焊接性能不如型鈦合金，可通過(guò)熱處理來(lái)強(qiáng)化。型鈦合金，可通過(guò)熱處理來(lái)強(qiáng)化。牌號(hào)：牌號(hào)：TC1TC11，常用的有常用的有TC3、TC4、TC6、TC10等，以等，以TC4最常用。最常用。用途：用途：制造制造400以下工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片，以下工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼，火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件，船艦火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼，火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件，船艦?zāi)蛪簹んw等。耐壓殼體等。TC10是在是在TC4基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有更高的強(qiáng)度和耐熱性。更高的強(qiáng)度和耐熱性。 46四、鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用四、鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用47牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分組化學(xué)成分組

38、牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分組化學(xué)成分組TADTAD碘法鈦碘法鈦TB2TB2TiTi5Mo5Mo5V5V8Cr8Cr3Al3AlTA0TA0工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦TB3TB3TiTi3.5Al3.5Al10Mo10Mo8V8V1Fe1FeTA1TA1工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦TB4TB4TiTi4Al4Al7Mo7Mo10V10V2Fe2Fe1Zr1ZrTA2TA2工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦TC1TC1TiTi2AL2AL1.5Mn1.5MnTA3TA3工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦TC2TC2TiTi4AL4AL1.5Mn1.5MnTA4TA4TiTi3Al3AlTC3TC3TiTi5Al5Al4V4VTA5TA5TiTi4Al4Al0.00

39、5B0.005BTC4TC4TiTi6AL6AL4V4VTA6TA6TiTi5Al5AlTC6TC6TiTi1.5Cr1.5Cr2.5Mo2.5Mo0.5Fe0.5Fe0.3Si0.3SiTA7TA7TiTi5Al5Al2.5Sn2.5SnTC9TC9TiTi6.5Al6.5Al3.5Mo3.5Mo2.5Sn2.5Sn0.3Si0.3SiTA7ELITA7ELITiTi5Al5Al2.5Sn(ELI)2.5Sn(ELI)TC10TC10TiTi6Al6Al6V6V2Sn2Sn0.5Cu0.5Cu0.5Fe0.5FeTA9TA9TiTi0.2Pd0.2PdTC11TC11TiTi6.5Al6.5

40、Al3.5Mo3.5Mo1.5Zr1.5Zr0.3Si0.3SiTA10TA10TiTi0.3Mo0.3Mo0.8Ni0.8NiTC12TC12TiTi4Mo4Mo4Cr4Cr2Zr2Zr2Sn2Sn1Nb1Nb ELIELI表示超低間隙表示超低間隙48 鈦合金的近期發(fā)展有三方面鈦合金的近期發(fā)展有三方面: :一是改善工藝、提高質(zhì)量，一是改善工藝、提高質(zhì)量，二是發(fā)展新合金以適應(yīng)市場(chǎng)需要，二是發(fā)展新合金以適應(yīng)市場(chǎng)需要，三是擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)。三是擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)。 49首先是要提高鈦的純潔度，一方面要改善工藝，一方面要改善首先是要提高鈦的純潔度，一方面要改善工藝，一方面要改善無(wú)損探傷技術(shù)。無(wú)損探傷技術(shù)。只有

41、商業(yè)純鈦帶及焊接管有足夠的產(chǎn)量，允許使用像生產(chǎn)鋼一只有商業(yè)純鈦帶及焊接管有足夠的產(chǎn)量，允許使用像生產(chǎn)鋼一樣的大規(guī)模生產(chǎn)裝備，才能降低成本。樣的大規(guī)模生產(chǎn)裝備，才能降低成本。v例如，有人考慮把例如，有人考慮把EBCHM熔煉和連續(xù)鑄錠法聯(lián)系起來(lái)大熔煉和連續(xù)鑄錠法聯(lián)系起來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)純鈦合金。規(guī)模生產(chǎn)純鈦合金。RMI鈦公司已成功地用無(wú)縫鋼管生產(chǎn)裝鈦公司已成功地用無(wú)縫鋼管生產(chǎn)裝置生產(chǎn)出直徑置生產(chǎn)出直徑250mm350mm的無(wú)縫鈦合金管。的無(wú)縫鈦合金管。v軋制鈦復(fù)合鋼板是一種降低成本的新工藝，先軋制復(fù)合一軋制鈦復(fù)合鋼板是一種降低成本的新工藝，先軋制復(fù)合一層便宜的鈦層墊底，再軋上一層層便宜的鈦層墊底，再軋上

42、一層1rnm1.4mm厚的高級(jí)耐蝕厚的高級(jí)耐蝕鈦合金或鈦合金或Zr-702合金層就可得到耐蝕性極優(yōu)的復(fù)合鋼板，合金層就可得到耐蝕性極優(yōu)的復(fù)合鋼板，成本下降成本下降15一一45。v另外，用永久鑄模代替精密鑄生產(chǎn)鑄件，可降低成本另外，用永久鑄模代替精密鑄生產(chǎn)鑄件，可降低成本4050。一、改善工藝，提高質(zhì)量，降低成本一、改善工藝，提高質(zhì)量，降低成本50vTi-6Al-4V是宇航工業(yè)應(yīng)用的最主要的老牌鈦合金。但是宇航工業(yè)應(yīng)用的最主要的老牌鈦合金。但是，近來(lái)是，近來(lái)Ti-l0-2-3合金、合金、Ti-6-22-22.5合金、合金、Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-0.15Si合金和合金和 A

43、lloy C也有機(jī)會(huì)應(yīng)用干宇航也有機(jī)會(huì)應(yīng)用干宇航工業(yè)。工業(yè)。vTi-l0-2-3是是60年代發(fā)展起來(lái)的，強(qiáng)度達(dá)到年代發(fā)展起來(lái)的，強(qiáng)度達(dá)到b1170MPa，s1070MPa，=78己可用于制造飛機(jī)己可用于制造飛機(jī)的起落架（波音的起落架（波音777和和C-17）。）。最高使用溫度為最高使用溫度為260，其板材的性能可達(dá)其板材的性能可達(dá)b1240MPa，s =1000MPa，5，可制作飛機(jī)構(gòu)件?？芍谱黠w機(jī)構(gòu)件。vAlloy C是一個(gè)新型高溫鈦合金，使用溫度達(dá)是一個(gè)新型高溫鈦合金，使用溫度達(dá)650，它的特性是抗燃燒阻力大和高溫強(qiáng)度大，用于制造它的特性是抗燃燒阻力大和高溫強(qiáng)度大，用于制造F-119發(fā)動(dòng)機(jī)

44、的排氣管，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管，b1000MPa，s =930MPa，20。二、鈍合金的新發(fā)展和新應(yīng)用二、鈍合金的新發(fā)展和新應(yīng)用51二、鈍合金的新發(fā)展和新應(yīng)用二、鈍合金的新發(fā)展和新應(yīng)用v當(dāng)前，鈦合金已擴(kuò)大應(yīng)用到民品工業(yè)及船舶工業(yè)。當(dāng)前，鈦合金已擴(kuò)大應(yīng)用到民品工業(yè)及船舶工業(yè)。v一個(gè)發(fā)展是用一個(gè)發(fā)展是用Ti-6Al-4V做蒸汽渦輪葉片，做蒸汽渦輪葉片，1993年已做出年已做出1016cm長(zhǎng)的葉片，用于長(zhǎng)的葉片，用于700MW透平機(jī)。透平機(jī)。v同時(shí)期發(fā)展出同時(shí)期發(fā)展出Ti-15Mo5-5Zr抗腐蝕性合金，經(jīng)焊接和熱處理后，抗腐蝕性合金，經(jīng)焊接和熱處理后，可得到均勻的顯微組織和一層抗腐蝕表面層使用效果好?？?/p>

45、得到均勻的顯微組織和一層抗腐蝕表面層使用效果好。vTi-6A1-4V的可鍛性略差。為了提高渦輪葉片收得率，研究用的可鍛性略差。為了提高渦輪葉片收得率，研究用Ti-10V-2Fe-3Al和和Ti-17來(lái)做葉片，該合金是近來(lái)做葉片，該合金是近鈦合金，強(qiáng)度和鈦合金，強(qiáng)度和韌性配合優(yōu)于韌性配合優(yōu)于合金，耐腐蝕性和疲勞性合金，耐腐蝕性和疲勞性v均超過(guò)均超過(guò)合金，已做出合金，已做出 50.cm長(zhǎng)的模型葉片，目前，長(zhǎng)的模型葉片，目前，Ti-6Al-4V合金已擴(kuò)大了在船舶工業(yè)上的應(yīng)用。合金已擴(kuò)大了在船舶工業(yè)上的應(yīng)用。1992年，已做出年，已做出 1萬(wàn)萬(wàn) m深海壓力容器。深海壓力容器。v此外，已有報(bào)道此外，已有

46、報(bào)道 Beta C合金（合金（Ti-）用做深海裝置用做深海裝置，充分利用鈦合金極優(yōu)的抗海水腐蝕能力。，充分利用鈦合金極優(yōu)的抗海水腐蝕能力。52二、鈍合金的新發(fā)展和新應(yīng)用二、鈍合金的新發(fā)展和新應(yīng)用v近幾年來(lái)，鈦合金的應(yīng)用市場(chǎng)明顯擴(kuò)大到民用消費(fèi)品。首先近幾年來(lái)，鈦合金的應(yīng)用市場(chǎng)明顯擴(kuò)大到民用消費(fèi)品。首先是用是用Ti-6Al-4V做電磁烹調(diào)器具。鈦是沒(méi)有磁性的。但其電阻率做電磁烹調(diào)器具。鈦是沒(méi)有磁性的。但其電阻率高，重量輕，低熱容和高耐蝕性是很吸引人的，特別是可以用高，重量輕，低熱容和高耐蝕性是很吸引人的，特別是可以用超塑性加工做精確形狀的烹凋用具。超塑性加工做精確形狀的烹凋用具。v 90年代開(kāi)始做鈦合金的高爾犬球棒頭，日本采用年代開(kāi)始做鈦合金的高爾犬球棒頭，日本采用Ti-6Al-4V合金、合金、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al鈦合金和其他鈦合金，可以是鍛件鈦合金和其他鈦合金，可以是鍛件或鑄件，現(xiàn)已發(fā)展一種用磁懸浮爐熔煉吸進(jìn)陶瓷模的方法（或鑄件，現(xiàn)已發(fā)展一種用磁懸浮爐熔煉吸進(jìn)陶瓷模的方法（LEVI-CAST），），主產(chǎn)率和質(zhì)量均令人滿(mǎn)意。主產(chǎn)率和質(zhì)量均令人滿(mǎn)意。Ti-15V-3Cr-