
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。特点钛合金与其他金属材料相比,有下列优点:①比强度(抗拉强度/密度)高(见图),抗拉强度可达100~140kgf/mm2,而密度仅为钢的60%。中温强度好,使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作。耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜,有抵抗多种介质侵蚀的能力。

合金元素对纯钛开始再结晶温度的影响已在前节叙述过了。除铌和钴外,一般常用的合金元素和杂质元素均能提高钛的再结晶温度。精细钛镍管测定再结晶主要采用金相观察和X射线衍射相结合的方法。当再结晶发生时,形变后的纤维组织上出现细小的等轴晶粒,同时x射线背反射劳厄图相上的衍射环开始变为不连接的斑点。钛镍管价格对于可热处理β合金,还可以用不完全时效(500℃/4~8小时,空冷)的方法显示再结晶组织,经不完全时效后的未再结晶晶粒在腐蚀后呈暗色。经测定,TA2纯钛的开始再结晶温度为550℃左右,TA7钛合金约为600℃,TC4钛合金约为700℃,TB2合金则750℃。

轧制与铝、铜、钢相比,钛合金板带材轧制时的特点是变形抗力大、塑性低、高温下易氧化,因而加工比较困难。轧制包括热轧、温轧和冷轧。热轧是钛板带生产过程的重要工序。制定钛合金板带材热轧工艺制度时,还应考虑到晶粒组织对力学性能的影响。为了减少加热时吸气层和氧化皮的形成,纯钛和低合金化钛合金采用较低的加热温度,且在热透情况下尽可能缩短保温时间。然而降低温度会使轧制时变形抗力急剧增加,同时塑性也下降,这对于高合金化钛合金往往是不允许的。钛合金板商家表示为了获得均匀细小晶粒组织和具有良好性能的板带材,生产中常常采用多次热轧、包覆叠轧和温轧等,以保证板带材在α或α+β相区有足够的变形量。因此,确定合理的热轧工艺制度是十分重要的。

钛管厂家总结钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,纯的碘化钛杂质含量不超过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。钛管从高质量焊缝上来来说必须满足如下几个条件:具有钛管焊接资质的焊工;高纯氩气保护;高纯度的钛合金焊丝;对于拍片现场要求的需要做双面保护,防止根部氧化。

将氧化钛矿石与氯结合以制备氯化钛。这一步是大多数其他金属可以跳过的,因为它们在加工之前不必将氧化物转化为氯化物。这是一个需要更多时间和金钱的额外步骤。接下来,使用镁或钠作为还原剂还原氯化钛以形成钛。该过程的这一部分必须在钢制反应器内进行,该反应器被焊接封闭并加热至120℃。必须这样做是因为钛具有很强的反应性,混合物中的任何氧气都会导致非常脆的金属。(通常在氩气而不是氧气的受控环境中进行处理。)不幸的是,这意味着钛只能分批加工,不像铁和其他金属在高炉中连续流动。对于钛,必须将材料加入并密封到反应器中几天,然后才能打开并除去钛。总的来说,提取和加工可能需要长达17天。大的反应堆每天可以生产大约一吨的钛,这也不错,但是用于铁的大型高炉每天可以生产多达10,000吨。