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职业教育材料成型与控制专业教学资源库教学资源库主讲教师：王凡?金属材料与热处理?课程钛合金的特点和应用钛合金的特点和应用 目 录 钛titanium源自单词titans，是希腊神话里曾统治宇宙的古老神族的名字。泰坦尼克号Titanic也是来源于这个词。不过钛合金可不像泰坦尼克号那么脆弱了。钛合金是一种性能非常良好的金属材料一、钛合金的特点一、钛合金的特点在纯钛中参加铝，钼，铬，锡，锰和钒等元素形成钛合金。一、钛合金的特点一、钛合金的特点钛合金在航空航天和军工领域有非常重要的应用。钛合金的开展对一个国家的国防和科技开展具有重要的战略意义。现代金属代金属战略金属略金属难道是因为钛元素非常稀少吗？其实并不是这样。金红石和钛白粉的主要成分就是二氧化钛。但是要变成钛合金，要把金红石经氧化并蒸馏提纯成四氯化钛，再经过镁复原制成海绵钛，最后加工成钛材。二、钛合金的来源二、钛合金的来源钛合金有如此良好的性能，但是为什么应用不够广泛呢？而且钛合金不易切削和热加工，想制成一定形状就比较困难了，所以钛合金的价格仍然居高不下。二、钛合金的来源二、钛合金的来源金红石钛白粉金红石氧化蒸馏提纯四氯化钛海绵钛镁复原钛材钛合金具有相和相的同素异构转变，转变的温度随参加的合金元素的性质和含量而定。不同合金元素对钛合金的组织和性能的影响不同。三、钛合金的分类三、钛合金的分类参加铝、镓、氧、氮、碳等稳定元素，会使同素异构转变温度升高。在室温和工作温度下获得单相组织，这种钛合金称为钛合金稳定元素定元素对同素异同素异构构转变温度的影响温度的影响钛合金有良好的热稳定性、热强性和焊接性；室温强度比其他钛合金低，塑性变形能力较差；不能热处理强化，主要是固溶强化，通常在退火状态下使用。三、钛合金的分类三、钛合金的分类-Ti-Ti合金的合金的显微微组织 钛合金合金卫星框架星框架三、钛合金的分类三、钛合金的分类牌号有TA4、TA5、TA6、TA7、TA8等。TA7是典型合金，可制作在500以下工作的零件，如导弹燃料罐，超音速飞机的涡轮机匣，发动机压气机盘和叶片等。三、钛合金的分类三、钛合金的分类参加铬、铁、锰、铜、镍、硅、钴等稳定元素，会使同素异构转变转变温度下降。可获得稳定的相组织，这种钛合金称为钛合金。稳定元素定元素对同素异同素异构构转变温度的影响温度的影响钛合金淬火后具有良好塑性、可进行冷变形加工。经淬火时效后，使合金强度提高，焊接性好，但热稳定性差。三、钛合金的分类三、钛合金的分类其牌号有TB1、TB2，主要用于350以下工作的结构件和紧固件，如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。三、钛合金的分类三、钛合金的分类参加相稳定元素如锰、铬、钒等，再参加相稳定元素如铝，可以在室温下即获得(+)双相组织，故称为+钛合金。中性元素中性元素对同素异构同素异构转变温度的影响温度的影响+型型钛合金的合金的显微微组织三、钛合金的分类三、钛合金的分类+钛合金具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工。+钛合金通过固溶处理及时效进行强化，但由于在较高温度使用时，固溶处理并时效后的组织不如退火后的组织稳定。因此在航空工业中，这类合金多在退火状态下使用。三、钛合金的分类三、钛合金的分类+型型钛合金合金压气机叶片气机叶片+型钛合金中的典型代表是TC4合金。该合金是国际上一种通用型钛合金，其用量占钛合金总消耗量50左右。其室温下抗拉强度为8001100MPa，也有足够的塑性，且在400以下组织稳定，热强度较高。钛合金在航空、航天、航海、化工等工业部门得到日益广泛的应用。钛合金作为喷气发动机的叶片，可以承受更高的温度。提高飞机发动机的推动效率。四、钛合金的应用四、钛合金的应用钛合金具有优异的力学性能，是一种上非常良好的结构材料。如波音777飞机的材料中，钛合金约占11，美国F-22战斗机的机体结构材料，钛合金用量约占结构重量的41。主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。前苏联制造的“台风号核潜艇，就是以钛合金为外壳的核潜艇。四、钛合金的应用四、钛合金的应用钛合金的耐腐蚀性能好，可作为化工管道、冷凝器、阀门等。四、钛合金的应用四、钛合金的应用同时它的低温性能好，可以用作液氢液氧的管路和卫星的结构件。同时钛合金还能用作船舶螺旋桨，运动器材等。四、钛合金的应用四、钛合金的应用钛合金的生物相容性很好，在人工关节、假肢、假牙等生物材料领域应用广泛。四、钛合金的应用四、钛合金的应用钛合金就是这样一种高贵又重要的金属材料。