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类别 | α+β 型热强钛合金 |
主要成分 | 钛(Ti)余量,铝(Al)6.5 - 7.5%,锆(Zr)1.5 - 2.5%,锡(Sn)1.5 - 2.5%,钼(Mo)1.5 - 2.5%,钨(W)0.5 - 1.5%,硅(Si)0.1 - 0.3%,铁(Fe)≤0.3%,碳(C)≤0.1%,氮(N)≤0.05%,氢(H)≤0.015%,氧(O)≤0.15%,其他元素(单个)≤0.1%,其他元素(总和)≤0.4% |
物理性能 | 密度约 4.45g/cm³,熔点约 1660°C,导热系数约 7 - 8W/m・K(室温),热膨胀系数约 8.6×10⁻⁶/°C(室温 - 300°C),比热容 0.523J/g・K(室温),弹性模量约 110GPa,电阻率约 0.176μΩ・m(室温) |
机械性能 | 抗拉强度 1100 - 1200MPa,屈服强度 900 - 1000MPa,伸长率 10 - 15%,断面收缩率 25 - 35%,硬度 330 - 380HB(布氏硬度),在 500 - 550°C 能保持良好的力学性能和稳定性 |
加工性能 | 熔炼:通常采用真空自耗电弧炉三次熔炼,确保成分均匀。热加工:可进行热轧、热锻、热挤压等,能提高材料塑性和加工性能。热轧在较高温度下轧制改善形变性能和尺寸控制;热锻利用热力变形提高材料塑性和强度;热挤压加热材料后挤压成复杂截面。冷加工:加工相对困难,有冷轧、冷拉、冷锻等方式。冷轧改善板材表面质量和尺寸精度;冷拉用拉力使材料变形制备丝材和管材;冷锻改善材料强度和塑性 。机械加工:车削用车床去除多余材料形成外形尺寸;铣削用铣床切除部分材料制造平面、槽和曲面;钻削用钻床或钻头形成孔洞。化学加工:电化学加工通过电化学方法调整材料表面形状和结构;化学蚀刻用化学溶液局部去除材料制造微小结构和纹理。固溶处理:溶解合金固溶体提高塑性和加工性能,温度范围 850 - 950°C,时间依成分和性能需求而定。时效处理:固溶处理后,通过控制温度和时间沉淀强化相,调节合金硬度和强度,温度 400 - 550°C,时间依具体要求而定。 |
性能优势 | 高强度,适用于对强度要求高的领域;良好的耐腐蚀性,在多种腐蚀环境中稳定;低密度,利于减轻结构负荷;高温性能良好,在 500 - 550°C 能保持良好性能和稳定性;生物相容性优良,可用于医疗领域 |
应用领域 | 航空航天:制造航空发动机高压压气机盘等关键部件。能源领域:制作石油化工设备的高温部件、核反应堆部件等。医疗领域:用于制造人工关节、植入物等医疗器械。 |
热处理 | 退火:消除应力,改善组织和性能。固溶时效处理:固溶处理使合金元素充分溶解,时效处理让合金元素以特定形式析出,强化材料,提高综合性能。 |
缺点 | 制造成本较高;加工难度大,尤其是冷加工;高温下易氧化,影响表面性能和耐腐蚀性;强化相含量相对较低,限制部分高强度应用中的性能优化 |