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钛合金材料的优异性能及其功能分析

发布时间: 2019-08-09 07:38:42   来源: 利泰金属    浏览次数:

一、钛的十大特性

1、密度小,比强度高: 金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍,但比强度位于金属之首。

2、耐腐蚀性能: 钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。

3、耐热性能好: 新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。

4、耐低温性能好: 钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。

5、抗阻尼性能强: 金属钛受到机械振动、电振动后,与钢、铜金属相比,其自身振动衰减时间最长。

6、无磁性、无毒: 钛是无磁性金属,在很大的磁场中也不会被磁化,无毒且与人体组织及血液有好的相溶性,所以被医疗界采用。

7、抗拉强度与其屈服强度接近:钛的这一性能说明了其屈强比(抗拉强度/屈服强度)高,表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大,使钛成型时的回弹能力大。

8、换热性能好:金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低,但由于钛优异的耐腐蚀性能,所以壁厚可以大大减薄,而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝,减少了热组,太表面不结垢也可减少热阻,使钛的换热性能显著提高。 

9、弹性模量低:钛的弹性模量在常温时为106.4GMPa,为钢的57%。

10、吸气性能:钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。

二、钛的三大功能

功能材料是以物理性能为主的工程材料,即在电、磁、声、光、热等方面具有的特殊性质,或在其作用下表现出特殊功能的材料。对钛和钛合金的研究已发现其有三种特殊功能有应用前途:

1、记忆功能:钛-镍合金在一定环境温度下具有单向、双向和全方位的记忆效应,被公认是最佳记忆合金。在工程上做管接头用于战斗机的油压系统;石油联合企业的输油管路系统;直径0.5mm丝做成的直径500mm抛物网状天线用于宇航飞行器上;在医学工程上用于制作鼾症治疗;制成螺钉用于骨折愈合等。上述应用均获得了明显 效果。

2、超导功能:铌-钛合金在温度低于临界温度时,呈现出零电阻的超导功能。

3、贮氢功能:钛-铁合金具有吸氢的特性,把大量的氢安全的贮存起来,在一定的环境中又把氢释放出来。这在氢气分离、氢气净化、氢气贮存及运输、制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面应用很有前途。

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