金屬材料及熱處理08有色金屬材料篇(3)講述

1、1.1 1.1 鈦及鈦合金特點(diǎn)鈦及鈦合金特點(diǎn)1.2 1.2 工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦1.3 1.3 鈦合金化鈦合金化1.4 1.4 工業(yè)鈦合金工業(yè)鈦合金1.5 1.5 鈦合金中的相變與熱處理特點(diǎn)鈦合金中的相變與熱處理特點(diǎn)第三節(jié)第三節(jié) 鈦及鈦合金鈦及鈦合金1.1 鈦及鈦合金的特點(diǎn)鈦及鈦合金的特點(diǎn)儲(chǔ)量多，僅次于儲(chǔ)量多，僅次于Al、Fe、Mg，在航空、化工應(yīng)用廣。，在航空、化工應(yīng)用廣。（1）性能優(yōu)良力學(xué)性能強(qiáng)度與調(diào)質(zhì)鋼相當(dāng)，但密度小，4.5103kg/m3，即比強(qiáng)度高，航空、航天不可少；400-500高溫性能優(yōu)于Al、Mg合金；抗蝕性可與不銹鋼媲美，用于化工，有生物相容性（人造骨、心臟起搏器等）（2）工藝難

2、度大化學(xué)性能活潑，冶金熔煉難度，因此生產(chǎn)成本、價(jià)格低。1.2 工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦Ti99.0%，為工業(yè)純鈦，可直接作結(jié)構(gòu)件（1）牌號(hào)TA+xxTA0、 TA1、TA2、TA3 （碘法鈦） （工業(yè)純鈦）（2）物理化學(xué)性能 多型性轉(zhuǎn)變，885 ，（HCP）（BCC）； 高熔點(diǎn)，1672 ； 低密度，4.5 g/cm3； 導(dǎo)電導(dǎo)熱性低，只有Fe的1/6，Al的1/16；化學(xué)性質(zhì)活潑，但可以形成致密氧化膜（600以下穩(wěn)定）；多數(shù)介質(zhì)中，抗蝕性比不銹鋼好，但在HF、H2SO4，正磷酸、或熱有機(jī)酸、HCl等中，Ti易蝕；高溫除了不與惰性氣體反應(yīng)外，幾乎與所有的氣體反應(yīng)；熔體除了不與ThO2反應(yīng)外，與所有爐襯

3、反應(yīng)，生產(chǎn)難。（3）顯微組織與力學(xué)性能關(guān)系顯微組織顯微組織顯微組織與加工熱處理有關(guān)，通常， 在區(qū)加熱退火，得到等軸晶粒； 在區(qū)淬火，得到針狀馬氏體,強(qiáng)度高，但不穩(wěn)定，少用； 在區(qū)緩冷，得到魏氏組織，自晶界向晶內(nèi)生長(zhǎng)出針狀組織；力學(xué)性能力學(xué)性能 工業(yè)純鈦強(qiáng)度隨雜質(zhì)量而，TA3已與調(diào)質(zhì)鋼強(qiáng)度相當(dāng)； 高溫強(qiáng)度隨溫度而急劇下降，變脆，尤其不宜超過(guò)600 ； 彈性模量小，只有Fe的一半，但冷加工時(shí)反彈嚴(yán)重，難加工；（4）用途多以板材、棒材制造350以下工作的零件，如飛機(jī)蒙皮、隔熱板等1.3 鈦的合金化鈦的合金化鈦的合金化元素分為三類(lèi)：鈦的合金化元素分為三類(lèi)：（1）穩(wěn)定元素穩(wěn)定元素提高轉(zhuǎn)變溫度，擴(kuò)大相區(qū)，

4、在相中有較大溶解度的元素，主要包括：Al、O、N、C等（2）穩(wěn)定元素穩(wěn)定元素降低轉(zhuǎn)變溫度，擴(kuò)大相區(qū)，在相中有較大溶解度的元素，有兩種情況：與-Ti同晶型的元素V、Nb、Ta、Mo、RE等 與-Ti異晶型的元素H、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Si等（3）中性元素）中性元素對(duì)轉(zhuǎn)變溫度影響不大，既溶于相又溶于相的元素，主要包括：Zr、Hf、Sn等1.4 工業(yè)鈦合金工業(yè)鈦合金1）按組織分類(lèi)，鈦合金分為三類(lèi)：）按組織分類(lèi)，鈦合金分為三類(lèi)：（1）鈦合金鈦合金牌號(hào)同純鈦一樣，TA+xx ，在室溫條件下，全或近相（相小于10%，穩(wěn)定元素不超過(guò)2%），熱處理不可強(qiáng)化，典型合金包括：TA7Ti-5Al-2.5S

5、n（2）鈦合金鈦合金牌號(hào)TB+xx ， 在室溫條件下，淬火或空冷， 為單一的相，時(shí)效后有少量的相，典型合金包括：TB2Ti-3Al-8Cr-5Mo-5V（3）+ +鈦合金鈦合金牌號(hào)TC+xx ， 穩(wěn)定元素超過(guò)2%，在室溫條件下，相為10-50% ，熱處理可強(qiáng)化典型合金包括：TC4Ti-6Al-4V2）鈦合金組織與性能的變化關(guān)系）鈦合金組織與性能的變化關(guān)系近+近穩(wěn)定元素穩(wěn)定元素密度熱處理強(qiáng)化效應(yīng)短時(shí)強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度應(yīng)變速率敏感性焊接性成型性MfMs+I II III IV V Ti含穩(wěn)定元素的合金的淬火合金亞穩(wěn)相圖淬火組織-合金成分-淬火溫度之間的關(guān)系1.5 鈦合金中的相變特點(diǎn)鈦合金中的相變特點(diǎn)1）

6、鈦合金淬火時(shí)形成亞穩(wěn)相）鈦合金淬火時(shí)形成亞穩(wěn)相相區(qū)淬火相區(qū)淬火I區(qū)、區(qū)、 （六方馬氏體）（六方馬氏體）II區(qū)、區(qū)、 （斜方馬氏體）（斜方馬氏體）III區(qū)、區(qū)、 ， （為為以無(wú)擴(kuò)散方式形成的六方相，以無(wú)擴(kuò)散方式形成的六方相， 通通 常與常與 （的淬火相）共存）的淬火相）共存）IV區(qū)、區(qū)、 ，V區(qū)、區(qū)、 不同成分的合金由相區(qū)淬火到室溫，可得到不同的組織。另外，同一成分自不同溫度淬火到室溫，所得組織亦不盡相同。2）鈦合金淬火時(shí)形成亞穩(wěn)相）鈦合金淬火時(shí)形成亞穩(wěn)相相區(qū)淬火相區(qū)淬火、均為亞穩(wěn)相，再分解，形成+（可強(qiáng)化），這就是熱處理強(qiáng)化的機(jī)理。1.5 鈦合金的熱加工與熱處理特點(diǎn)鈦合金的熱加工與熱處理特點(diǎn)、相脆，加熱以不超過(guò)/+相界為界、導(dǎo)熱性差，易開(kāi)裂，淬火能力不好。最要引人注意的是，i、熱應(yīng)力，加熱、冷卻都不易過(guò)激；ii、淬透性低，內(nèi)外冷卻不一；、保護(hù)，需真空、惰性氣體條件下保護(hù)，盡管如此，還是容易出事，需格外小心；、淬火時(shí)效是可以的，但用得少，通常使用的狀態(tài)為退火態(tài)。謝謝 謝謝 ！ 人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，古人說(shuō)“書(shū)中自有黃金屋。”通過(guò)閱讀科技書(shū)籍