鈦是一種新型金屬、鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關、純的碘化鈦雜質含量不超過0.1％、但其強度低、塑性高。99.5％工業(yè)純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/cm3、熔點為172矽鈦合金耐磨地坪5℃、導熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K)、抗拉強度σb=539MPa、伸長率δ=25％、斷面收縮率ψ=25％、彈性模量E=1.078×105MPa、硬度HB195。
(1)強度高-鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右、僅為鋼的60％、純鈦的強度才接近普通鋼的強度、一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料、見表7-1、可制出單位強度高、剛性好、質輕的零、部件。目前飛機的發(fā)動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
(2)熱強度高-使用溫度比鋁合金高幾百度、在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內仍有很高的比強度、而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃、鋁合金則在200℃以下。
(3)抗蝕性好-鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作、其抗蝕性遠優(yōu)于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、有機物品、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。
4)低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下、仍能保持其力學性能。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。因此、鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。
(5)化學活性大- 鈦的化學活性大、與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強烈的化學反應。含碳量大于0.2％時、會在鈦合金中形成硬質TiC；溫度較高時、與N作用也會形成TiN硬質表層；在600℃以上時、鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升、也會形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達0.1～0.15 mm、硬化程度為20％～30％。鈦的化學親和性也大、易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。
(6)導熱系數(shù)小、彈性模量小鈦的導熱系數(shù)λ=15.24W/（m.K）鈦合金制品約為鎳的1/4、鐵的1/5、鋁的1/14、而各種鈦合金的導熱系數(shù)比鈦的導熱系數(shù)約下降50％。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2、故其剛性差、易變形、不宜制作細長桿和薄壁件、切削時加工表面的回彈量很大、約為不銹鋼的2～3倍、造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。
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