①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。
氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
扩展资料
钛合金分类及制造方式:
在钛合金材料命名方面,国内通常将α型钛合金(包括近α型合金)以TA命名,β型钛合金(包括近β型合金)以TB命名,两相混合的α+β型钛合金以TC命名。
如应用最为广泛的两项混合型钛合金Ti-6Al-4V,其对应的国内牌号为TC4。国家标准GB/T3620.1-2007在1994年版本基础上,新纳入54个牌号、删除两个牌号,钛及钛合金牌号总数量达到76个。钛合金的材料种类有棒材、丝材、板材、带材、锻件等。
经过最近三个“五年计划”的材料研制,具有中国特色的新一代飞机骨干钛合金材料已初具规模。我国自主研发的中强高损伤容限型钛合金TC4-DT,名义成分与TC4相同,但降低了氧含量、断裂韧度得到提高。
Ti45Nb(丝材)、TA18(管材)、TB8(板材、丝材、锻件)、TC21(锻件)等新材料也得到了良好的应用。结合已有的TC1/TC2(板材)、TC4(锻件、板材、丝材)和ZTC4铸造钛合金,形成了从低强高塑性、中强高塑性、高强高塑性、超高强钛合金和铸造钛合金的完整主干材料体系。
钛合金及其零部件的制备与加工方法主要包括真空熔炼、锻造、机械加工、热处理、净近成形、焊接及表面处理。由于钛具有高化学活性,钛及其合金的铸锭熔炼必须采用真空熔炼方法。锻造变形是改变铸钛组织、获得所需要的组织类型的关键手段。
钛合金的机械加工主要包括铣削加工、车削、镗孔、钻孔、攻丝等。高切削温度、与刀具发生化学反应、弹性模量较低是钛合金难以加工的主要原因。钛合金的热处理主要有退火、固溶和时效等。
近净成形技术包括精密铸造、等温锻造、粉末冶金、超塑成形/扩散连接、激光快速成形、粉末注射成形等。近净成形是提高材料利用率、通过工艺控制可达到一定的性能和外形尺寸要求的先进加工技术。先进的钛合金焊接技术有激光焊接、电子束焊接等。
钛合金对表面状态、表面完整性非常敏感,由于其表面硬度低而易发生微动磨蚀等问题。近些年来,钛合金表面处理技术也获得了长足的发展。热渗镀、气相沉积、三束改性、转化膜、形变强化、热喷涂、化学镀、电镀等技术发展迅速。
参考资料来源:百度百科-钛合金