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作者：mcloud    發布時間：2020-11-11 15:14     瀏覽次數 :

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密度小、強度高、比強度大
   鈦的密度是4.51g/cm³，為鋼的57%，鈦比鋁重不到兩倍，強度比鋁大三倍。鈦合金的比強度（強度/密度之比值）是常用工業合金中最大的，鈦合金的比強度是不銹鋼的3.5倍；鋁合金的1.3倍；鎂合金的1.7倍，所以是宇航工業必不可少的結構材料。

金屬	鈦（合金）	鐵	鋁（合金）	鎂（合金）	高強度鋼
密度/g/cm3	4.5	7.87	2.7	1.74	7.8
比強度	29		21	16	23

  鈦與其他金屬密度和比強度的比較
   耐蝕性能優異
    鈦的鈍性取決于氧化膜的存在，它在氧化性介質中的耐蝕性比在還原介質中要好得多，在還原性介質中會發生高速率腐蝕。
   耐熱性能好
   通常鋁在150℃，不銹鋼在310℃即失去了原有性能，而鈦合金在500℃左右仍保持良好的力學性能，鋁合金和鎂合金已不能使用，而鈦合金則能滿足要求。鈦的耐熱性能好，它用于航空發動機壓氣機的盤和葉片以及飛機后機身的蒙皮。
 低溫性能好
   某些鈦合金（如Ti-5Al-2.5SnELI）的強度隨溫度的降低而提高，但塑性降低的不多，在低溫下
仍有較好的延展性及韌性，適宜在超低溫下使用。
  無磁
   鈦無磁性，它用于潛艇殼體，不會引起水雷的爆炸。
  熱導率小
QCTI
鈦與其他的金屬熱導率比較如表：

金屬	純鈦	鈦合金	普通鋼	不銹鋼	鋁合金	鎂合金	銅
熱電率/w.(m.k)-1	17	7.5	63	16	121	159	385

鈦與其他的金屬熱導率比較
     鈦的熱導率小，僅為剛的1/5，鋁的1/13，銅的1/25。導熱性不好是鈦的一個缺點，但在某些場合下可以利用鈦的這一特征。
  彈性模量低
 鈦的彈性模量僅為剛的55%，作為結構材料使用時，彈性模量低是個缺點。
 鈦與其他金屬的彈性模量比較如表：
鈦與其他金屬的彈性模量比較

金屬	純鈦	鈦合金	普通鋼	不銹鋼	鋁合金	鎂合金	銅
彈性模量/GPa	106.3	113.2	205.8	199.9	71.5	44.8	107.8

 
  抗拉強度與屈服強度很接近
   Ti-6Al-4V鈦合金抗拉強度為960MPa，屈服強度為892MPa，兩者之間差只有58MPa，如表：

強  度	鈦合金Ti-6Al-4V	不銹鋼18-8	鋁合金
抗拉強度/MPa	960	608	470
屈服強度/MPa	892	255	294

  鈦在高溫下容易被氧化
   鈦同氫氧的結合力強，要注意防止氧化和吸氧。鈦材焊接氬氣保護下進行，防止污染。鈦管與薄板要在真空下熱處理，鈦鍛件的熱處理時要控制微氧化性氣氛。
  抗阻尼性能低
   用鈦及其他金屬材料（銅，鋼）制成形狀和大小完全一樣的鐘，用同等的力把每個鐘敲一下就會發現，用鈦做的鐘振蕩起來聲音持續的時間QCTI
長，即通過敲擊給予鐘的能量不容易消失，所以，我沒說鈦的阻尼性能低。
鈦的三種特殊功能
形狀記憶功能
    指的是Ti-50%Ni（原子）合金，在一定的溫度條件下，能夠恢復他原來形狀的本領，稱這種材料為形狀記憶合金。
超導功能
    指的是NbTi合金，當溫度下降到接近絕對零度時，NbTi合金制成的導線，會失去電阻，任意大的電流通過，導線都不會發熱，沒有能耗，NbTi被稱為超導材料。
貯氫功能
   指的是Ti-50%Fe（原子）合金，具有大量吸收氫氣的本領。利用TiFe的這一特征，可把氫安全的貯存起來，即貯存氫不一定使用鋼制高壓氣瓶。在一定條件下還可以讓TiFe把氫放出來，TiFe被稱為貯能材料。
工業鈦與鈦合金
    鈦主要有兩大類。一是工業純鈦，鈦的純度為95%以上;二是鈦合金，鈦作為基體占90%。

合金類型	中國牌號	國外相   近牌號	名義化   學成分	工作溫度/℃	強度水平/MPa	特點與應用
工業純鈦	GR1 Gr2   GR3   GR4	Gr.1 BT1-00(俄）Gr.2 BT1-0(俄）Gr.3     Gr.4	Ti           Ti          Ti           Ti	300         300         300         300	≥240   ≥400   ≥500   ≥580	工業純鈦系指幾種具有不同的Fe、C、N、O等雜質含量的非合金鈦，不能進行熱處理強化，成形性能優異，易于熔焊和釬焊。用于制造各種非承力件，長期工作溫度可達300℃。

 
工業純鈦
 QCTI
鈦合金由于合金元素的作用而呈現多樣化的特性。它們往往具有比純鈦更高的強度、耐熱性、耐蝕性，在航空、航天、船舶、核能、軍工等高科技領域，具有更廣泛的用途。鈦合金由于加工抗力大，加工溫度范圍窄等原因，生產難度大，產品技術含量高，往往是鈦行業研究開發的重點。
鈦及鈦合金的用途示表7-1.
鈦及鈦合金
鈦有兩種同素異晶體，具有同素異晶轉變組織。純鈦的同素異晶體的轉變溫度為882℃。在相變點以下，鈦為α相，具有密排六方結構（hcp）；在相變點以上，鈦為β相，具有體心立方結構，（bcc),同素異晶轉變為解釋鈦合金的多樣性和復雜性提供了重要的物理化學基礎。
到目前為止，已有十幾種合金元素，與鈦形成了有實用價值的鈦合金。根據對α相和β相穩定性影響的不同，鈦合金元素通常分為α穩定元素（如鋁、氧、碳等）、β穩定元素（如鉬、釩、鉻、鐵等）和中性元素（鋯、錫等）。
按照α和β相含量，鈦合金一般分為α型、近α型、α+β型、β型及近β型等五種鈦合金，α合金和近β合金是β相比例高的合金，而α+β兩相合金則是介于上述二者之間的合金。
鈦合金的類型和鈦合金的性能有較好的對應關系，如圖7-1所示。例如，α鈦合金具有較高的耐熱性和可焊性，而β鈦合金具有較高的室溫強度和冷成型性，α+β兩相鈦合金則具有較好的綜合性能。因此，TC4鈦合金是應用最廣泛的鈦合金。
在我國，凡納入國家標準的鈦合金，其牌號都與合金相結構相對應。α合金和近α合金，標記為“TA”類合金。TA、TC、TB后的數字，早期層體現合金化程度高低，現在已沒有工程技術含義，只大致反應標準合金注冊的時序。凡沒有TA、TC、TB標記的合金，都是各研究單位自行命名而尚未納入國家標準的鈦合金。
據不完全統計，我國已獲得重大工程應用的實用鈦合金大約有60種，其中α合金和近α合金28種，α+β鈦合金23種，β合金及近β合金10種，部分合金的牌號、成分、特性及應用等見下表，列入表中的合金都是在工程上得到應用的合金。