鈦中有很多元素,其元素含量越高,鈦的強(qiáng)度越高,塑性韌性越低。工業(yè)純鈦中也有各種元素,和
鈦合金相比只是沒(méi)有添加合金元素(人為加入的元素),只有雜質(zhì)元素;耐蝕低合金鈦中主要合金元素量不多,量已固定,因而工業(yè)純鈦和耐蝕低合金鈦中影響力學(xué)性能的主要是雜質(zhì)元素的含量。雜質(zhì)元素含量越高,則鈦的強(qiáng)度越高,塑性和韌性越低。鈦中的主要雜質(zhì)元素為:鐵、氮、氧、碳和氫。不同雜質(zhì)含量形成了工業(yè)純鈦的各種牌號(hào)。
鐵溶于鈦中為置換式溶解,鐵稱為置換元素。鐵在a鈦中的室溫溶解度為0.05%0.1%,由于鐵溶于鈦中是置換溶解,不足以顯著影響a鈦的晶格,鐵含量超過(guò)溶解度后會(huì)析出TiFe化合物,隨著鐵含量增加,TiFe析出量增加,會(huì)使鈦的強(qiáng)度增加,塑性和韌性下降,當(dāng)鐵含量不超過(guò)0.3%時(shí),對(duì)工業(yè)純鈦強(qiáng)度、塑性和韌性的影響不是很大。
雜質(zhì)元素氮、氧、碳和氫相對(duì)于鈦而言原子直徑較小,一般多為間隙式地溶人鈦中,使鈦的晶格產(chǎn)生較大歪曲,對(duì)提高強(qiáng)度降低塑性韌性的影響很大。這些元素稱為間隙元素。
a鈦為密排六方晶格,室溫下鈦的晶格常數(shù)為:
a=2.9503A土0.0004A c=4.6832A土0.0004A
在這些雜質(zhì)含量不高的情況下,溶于鈦中的量相同時(shí),對(duì)晶格常數(shù)的影響以碳為最大,約為氧的3倍,為氮的2倍,但實(shí)際上氮和氧引起鈦硬化的作用比相同量原子濃度的碳的作用大得多,這是因?yàn)榈脱跛鹁Ц裢崤づc硬化程度之間有正常的相互關(guān)系,即晶格歪扭大,所引起的硬化程度也嚴(yán)重;而碳溶人鈦中,雖然會(huì)引起晶格的巨大彈性歪扭,但碳間隙地溶人鈦晶格的間隙中,會(huì)達(dá)到某種程度的有序化,它并沒(méi)有強(qiáng)烈地阻止沿一定結(jié)晶方向的滑移,因而碳對(duì)鈦的硬度影響反而較小,對(duì)提高強(qiáng)度降低塑性韌性的影響是氮最大,氧其次,碳再次。
氫亦為間隙元素,室溫下氫在鈦中的溶解度約為0.002%一0.02%,一般鈦材的含氫量均控制在0.015%以下,有時(shí)含氫0.004%時(shí)即可發(fā)現(xiàn)TiH化合物存在,TiH系體心立方晶格,不是完全脆性的,在一定條件下其伸長(zhǎng)率可達(dá)1%一2%,TiH相形成的脆性為沖擊型氫脆,低速變形時(shí),TiH與基體鈦可共同變形導(dǎo)致應(yīng)力松弛,因而一般拉力試驗(yàn)中伸長(zhǎng)率的下降不大,但在高速變形時(shí)沖擊韌性會(huì)顯著降低。一般當(dāng)氫含量超過(guò)0.01%時(shí),沖擊韌性顯著降低。
因此,容器用鈦的強(qiáng)度、塑性、韌性的高低取決于雜質(zhì)含量的高低。雜質(zhì)含量高是比較容易做到的,要將雜質(zhì)含量降低到較低的水平,則要求低雜質(zhì)高質(zhì)量的
海綿鈦原料,以及高超的真空熔煉技術(shù),在規(guī)范的真空自耗爐熔煉設(shè)備與技術(shù)的條件下,海綿鈦的低雜質(zhì)高質(zhì)量則起著決定性作用。
TA9鈦合金抗氧化性能和抗拉強(qiáng)度分析
TA9鈦合金,主要成分為鈦和鈀,因其優(yōu)異的抗氧化性能而被廣泛應(yīng)用于高溫和腐蝕環(huán)境中。相比其他鈦合金,TA9具有更強(qiáng)的抗氧化穩(wěn)定性,尤
2025-11-07 106
TA8鈦合金抗氧化性能和抗拉強(qiáng)度分析
金屬元素鈦,常被用在航空航天、人工骨骼、心臟起搏器等高端制造專業(yè)領(lǐng)域,它重量輕、抗腐蝕,有著良好的生物相容性,對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害,
2025-11-07 106
真空自耗熔煉:鈦合金鑄錠核心制備技術(shù)解析
真空自耗電弧熔煉(Vacuum Arc Remelting,VAR)作為當(dāng)今鈦及鈦合金鑄錠生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝,在高端制造業(yè)中具有不可替代的地位。該技術(shù)在真
2025-10-22 222
一篇文章帶你了解鈦合金成型的七大工藝
鈦合金以其優(yōu)異的強(qiáng)度、耐腐蝕性和生物相容性,在航空航天、醫(yī)療、海洋工程等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而,鈦合金的成形工藝復(fù)雜,需要根據(jù)零件
2025-10-21 169
TA2鈦合金抗氧化性能和抗拉強(qiáng)度分析
TA2鈦合金在航空、航天及生物醫(yī)藥等高端領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛得益于其優(yōu)良的抗氧化性和高抗拉強(qiáng)度。本文從材料成分、抗氧化性能以及抗拉強(qiáng)度
2025-09-23 248
TA1鈦合金抗氧化性能和抗拉強(qiáng)度分析
TA1鈦合金因其優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性,廣泛應(yīng)用于航空航天、化工等領(lǐng)域。本文將從抗氧化性能和抗拉強(qiáng)度兩方面對(duì)TA1鈦合金進(jìn)行分析,
2025-09-23 285
TC4鈦合金耐腐蝕性能和比熱容分析
1.優(yōu)異的耐腐蝕性能 TC4鈦合金(Ti-6Al-4V)因其獨(dú)特的金屬結(jié)構(gòu),在多種環(huán)境下表現(xiàn)出卓越的耐腐蝕性能。TC4鈦合金含有約6%的鋁和4%
2025-09-22 403
TA9鈦合金耐腐蝕性能和比熱容分析
TA9鈦合金在航空、化工和海洋工程等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,尤其因其優(yōu)異的耐腐蝕性能和適中的比熱容而備受關(guān)注。本文將從耐腐蝕性能和比熱
2025-09-22 247
“看得見(jiàn)腐蝕”簡(jiǎn)述鈦及鈦合金“手印腐蝕”
我們?cè)谏a(chǎn)表面要求高的鈦及鈦合金產(chǎn)品的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有意思的現(xiàn)象。 如果裸手觸摸剛剛加工鈦及鈦合金產(chǎn)品時(shí)候,就會(huì)在產(chǎn)品的表
2025-09-19 374