1、钛及钛合金的特点主讲人：黄丽娟课程：工程材料基础 掌握纯钛及钛合金的特点。掌握纯钛及钛合金的特点。教 学 目 标 钛的由来1791年，英国牧师格累高尔发现了一种新元素。年，英国牧师格累高尔发现了一种新元素。1795年，法国化学年，法国化学家克拉普罗特以日耳曼神话中女神坦的名字为它命名家克拉普罗特以日耳曼神话中女神坦的名字为它命名“Titanium”，译成中文就是译成中文就是“钛钛”。从此，钛便进入了科学家的实验室。从此，钛便进入了科学家的实验室。工业纯钛 钛的密度低，熔点高，线膨胀系数小，导热性差。纯钛塑性好，比强度高，具有良好的压力加工工艺性能，可以加工成细丝和薄片，钛在大气、海水及酸碱中的
2、抗腐蚀性能好。纯钛的晶体结构纯钛的晶体结构 882.5度以上：密排六方结构，称为Ti。882.5度以下：体心立方结构，称为Ti。纯钛的性能纯钛的性能 工业纯钛纯钛的特点纯钛的特点 Q是一种银白色金属，是很活泼的元素。是一种银白色金属，是很活泼的元素。Q有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出很好的耐有很好的钝化性能，钝化膜很稳定，在许多环境中表现出很好的耐蚀性。有蚀性。有“耐海水腐蚀之王耐海水腐蚀之王”之称。之称。Q高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫等元素发高温下，钛的化学活性很高，能与卤素、氧、氮、碳、硫等元素发生剧烈反应。生剧烈反应。Q钛一般不发生孔蚀；除在几种个
3、别介质（如发烟硝酸、甲醇溶液）钛一般不发生孔蚀；除在几种个别介质（如发烟硝酸、甲醇溶液）中，也不发生晶间腐蚀；钛的应力腐蚀破裂敏感性小，具有抗腐蚀中，也不发生晶间腐蚀；钛的应力腐蚀破裂敏感性小，具有抗腐蚀疲劳的性能，耐缝隙腐蚀性能良好。疲劳的性能，耐缝隙腐蚀性能良好。工业纯钛 纯钛的应用纯钛的应用 纯钛主要用于 350以下工作、强度要求不高的零件，如石油化工用热交换器、反应器，海水净化装置及舰船零部件。钛管换热器钛管换热器钛制蒸馏塔钛制蒸馏塔钛钢复合反应釜钛钢复合反应釜 工业纯钛根据杂质含量，钛分为高纯钛（99.9%）和工业纯钛（99.5%）。1）工业纯钛的牌号用字母TA加上序号表示，如TA1
4、，TA2，TA3等，数字增加表示纯度降低，抗拉强度提高，塑性下降。2）杂质含量对钛的性能影响很大，少量杂质可以提高钛的强度，工业纯钛强度很高，接近高强铝合金的水平。纯钛的牌号纯钛的牌号 钛合金在纯钛中加入在纯钛中加入Al、Mo、Cr、Sn、Mn、V等等元素制成的即为元素制成的即为钛合金。钛合金。钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比钛合金几乎都含有铝。铝能提高钛合金的强度、比强度和再结晶温度。强度和再结晶温度。美F-22战机约36%重量的零件用钛合金制造 钛合金的分类 按退火组织，钛合金可分为按退火组织，钛合金可分为 型钛合型钛合金、金、型钛合金和型钛合金和+型钛合金三类，它型钛合金三类
5、，它们的牌号分别用们的牌号分别用TA、TB、TC加顺序号加顺序号表示表示。如TA5、TB2、TC4等。其中TA0TA3为工业纯钛。钛合金泵 型钛合金 钛合金钛合金 钛中加铝、硼等稳定元素获得Ti合金。这种合金的室温强度较低，但高温（500600度）强度很高。抗氧化性、抗蠕变性以及焊接性能良好。型钛合金钛中加入钼、铬、钒等元素后可获得Ti合金。这种合金的强度高，冲压性能好，并可通过淬火和时效获得强化。钛合金钛合金 型钛合金 +钛合金钛合金 这种合金的塑性好，容易锻造、压延和冲压，并可通过固溶和时效进行强化。热处理后的强度可提高50100。钛合金的热处理钛合佥的热处理：钛合佥的热处理：退火、淬火时
6、效、退火、淬火时效、化学热处理退火：用于各种钛合金，是纯钛和型钛合金的唯一热处理方式。淬火时效：用于+、+化合物和亚稳定型钛合金。去应力退火：消除冷变形、铸造及焊接等工艺过程中产生的内应力，退火过程主要发生回复。退火温度低于再结晶温度，一般为450650。完全退火：消除加工硬化、稳定组织和提高塑性。钛合金的热处理钛合佥的热处理：钛合佥的热处理：退火、淬火时效、退火、淬火时效、化学热处理淬火时效：钢淬火所得马氏体硬度高，强化效果大，回火使钢软化。而钛合金淬火所得马氏体硬度不高，强化效果小，回火使钛合金产生弥散强化。渗氮：密封炉中750950加热，通入纯氮气，保温3040h，或在氮氩混合气中进行离子氮化。氮化层的硬度比未氮化时表层高约24倍，明显提高合金的耐磨性，同时还改善在还原性介质中的抗蚀性。渗氧：在空气或硼酸盐浴中加热，温度为700850，保温210h，渗氧后需将氧化物薄层清除掉，以减少脆性。渗氧可将合金耐蚀性提高79倍，但使塑性和疲劳强度下降。1.1.纯钛的强度低，塑性好，耐腐蚀性高。纯钛的强度低，塑性好，耐腐蚀性高。2.2.钛合金按退火组织可分为钛合金按退火组织可分为型型 、型、型、+型。型。课 程 小 结 1 1、纯钛有什么特点？、纯钛有什么特点？作业布置作业作业2 2、钛合金按照退火组织，可以分为哪几类？、钛合金按照退火组织，可以分为哪几类？感谢您的观看！
