钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、、氧等杂质含量有关,纯的碘化钛杂质含量不**过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
抗蚀性好
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、化物、的**物品、、等有优良的抗腐蚀能力。
导热弹性小
钛的导热系数λ=15.24W/(m·K)约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2,故其刚性差、易变形,不宜制作细长杆和薄壁件,切削时加工表面的回弹量很大,约为不锈钢的2~,造成后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。
钛是同素异构体,熔点为1668℃,在**882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
化学活性大
钛的化学活性大,与大气中O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸气、等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时,会在钛合金中形成硬质TiC;温度较高时,与N作用也会形成TiN硬质表层;在600℃以上时,钛吸收氧形成硬度的硬化层;含量上升,也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15 mm,硬化程度为20%~30%。钛的化学亲和性也大,易与摩擦表面产生粘附现象。
钛合金具有轻质高强度的特点,是一种理想的结构材料。相比于传统的钢铁材料,钛合金的密度只有一半左右,但却具有相似甚至较高的强度。这使得钛合金在领域得到了广泛应用,如飞机的机身、发动机的叶片等。同时,钛合金还具有良好的耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境下长时间使用,因此也被广泛应用于海洋工程、化工设备等领域。
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