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TC4钛合金材料的优异性能

发布时间:2020-08-14 06:42:44 浏览次数 :

钛是一种新型金属,钛的性能与最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172矽钛合金耐磨地坪5℃,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 。

1、强度高-钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。

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2、热强度高-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℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。

3、抗蚀性好-钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力的抵抗力特别强;有机物品等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。

4、低温性能好 钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。

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5、化学活性大- 钛的化学活性大,与大气中O、N、H、CO、CO2、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,钛吸收氧形成硬度很高的硬化层;氢含量上升,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。

6、导热系数小、弹性模量小钛的导热系数λ=15.24W/(m.K)钛合金制品约为镍的1/4,铁的1/5,铝的1/14,而各种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2~3倍,造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。

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TC4钛合金的性能化学成份

●TC4 钛合金热处理 :   mpa,TC4材料固溶强化处理后,强度增加不大,也就到1100MPa,退火状态下强度一般在900MPa   

●TC4钛合金力学性能:   抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25

●TC4钛合金密度:   4.51(g/cm3)工作温度-100~550(℃) 

●TC4钛合金化学成分:

TC4含钛(Ti) 余,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,(Al)5.5~6.8,钒(V)3.5~4.5

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