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鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體：鈦是同素異構體，熔點為1720℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上呈體心立方品格結構，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金
鈦合金 - 合金元素
合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類：穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有-。穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素，又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等；后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。對相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。
氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有-強化效果，但卻使塑性下降。通常規定鈦中氧和氮的含量分別在0.15-0.2％和0.04-0.05％以下。氫在α相中溶解度很小，鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在0.015％以下。氫在鈦中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
鈦合金 - 分類
α鈦合金
它是α相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實際應用溫度下，均是α相，組織穩定，耐磨性高于純鈦。化能力強。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化，室溫強度不高。
β鈦合金
它是β相固溶體組成的單相合金，未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效后合金得到進一步強化，室溫強度可達 ；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用。
α+β鈦合金
它是雙相合金，具有-的綜合性能，組織穩定性好，有-的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強化。熱處理后的強度約比退火狀態提高50％～100％；高溫強度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩定性次于α鈦合金。
三種鈦合金中常用的是α鈦合金和α+β鈦合金；α鈦合金的切削加工，α+p鈦合金次之，β鈦合金差。α鈦合金代號為ta，β鈦合金代號為tb，α+β鈦合金代號為tc。鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金鈦-鉬，鈦-鈀合金等、低溫合金以及特殊功能合金鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金等。典型合金的成分和性能。熱處理鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的-強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。
鈦合金 - 性能
鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，純的碘化鈦雜質含量不超過0.1％，但其強度低、塑性高。99.5％工業純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/cm3，熔點為1800℃，導熱系數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。
(1)比強度高
鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右，僅為鋼的60％，純鈦的強度接近普通鋼的強度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零、部件。在飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
(2)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℃范圍內仍有-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。
(3)抗蝕性好
鈦合金在潮濕的-和海水介質中工作，其抗蝕性遠優于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力-強；對堿、氯化物、氯的有機物品、-、-等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。
(4)低溫性能好
鈦合金在低溫和-溫下，仍能保持其力學性能。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構材料。
(5)化學活性大
鈦的化學活性大，與-中o、n、h、co、co2、水蒸氣、氨氣等產生-的化學反應。含碳量大于0.2％時，會在鈦合金中形成硬質tic；溫度較高時，與n作用也會形成tin硬質表層；在600℃以上時，鈦吸收氧形成硬度-的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層-可達0.1-0.15mm，硬化程度為20％～30％。鈦的化學親和性也大，易與摩擦表面產生粘附現象。
(6)導熱系數小、彈性模量小
鈦的導熱系數λ=15.24w/m.k約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降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 后 面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。
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-。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。還有抗磨性差，生產工藝復雜。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要，使鈦工業以平均每年約8％的增長速度發展。鈦合金加工材年產量已達4萬余噸,鈦合-號近30種。使用廣泛的鈦合金是ti-6al-4v(tc4)，ti-5al-2.5sn(ta7)和工業純鈦ta1、ta2和ta3。
鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、 和高速飛機的結構件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業中應用，用于制作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用于生產貯氫材料和形狀記憶合金等。中國于1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的工業化生產并研制成tb2合金
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