1.2纯钛 工艺性能 钛可进行锻造、轧制、挤压、冲压等各种压力加工,原 则上加热钢材所采用的设备都可以用于钛材加热,要求炉内气氛 保持中性或弱氧化性气氛,绝不允许使用氢气加热。 钛的屈强比(00.2/0)较高,一般在0.70~0.95之间,变 形抗力大,而钛的弹性模量相对较低,因此钛材在加工成型时比 较困难。 纯钛具有良好的焊接性能,焊缝强度、延性和抗蚀性与母材 相差不多。为防止焊接时的污染,须采用钨极氩气保护焊。 钛的切削加工比较困难,主要原因是钛的摩擦系数大,导热 性差,热量主要集中在刀尖上,使刀尖很快软化。同时钛的化学 活性高,温度升高容易粘附刀具,造成粘结磨损。在切削加工时, 应正确选用刀具材料,保持刀具锋锐,并采用良好的冷却
钛可进行锻造、轧制、挤压、冲压等各种压力加工,原 则上加热钢材所采用的设备都可以用于钛材加热,要求炉内气氛 保持中性或弱氧化性气氛,绝不允许使用氢气加热。 钛的屈强比(σ0.2/σb)较高,一般在0.70~0.95之间,变 形抗力大,而钛的弹性模量相对较低,因此钛材在加工成型时比 较困难。 纯钛具有良好的焊接性能,焊缝强度、延性和抗蚀性与母材 相差不多。为防止焊接时的污染,须采用钨极氩气保护焊。 钛的切削加工比较困难,主要原因是钛的摩擦系数大,导热 性差,热量主要集中在刀尖上,使刀尖很快软化。同时钛的化学 活性高,温度升高容易粘附刀具,造成粘结磨损。在切削加工时, 应正确选用刀具材料,保持刀具锋锐,并采用良好的冷却。 工艺性能 1.2 纯钛
1.2纯钛 杂质元素对钛性能的影响 杂质元素主要有氧、氮、碳、氢、铁和硅。 前四种属间隙型元素,后二种属置换型元素,可以固溶在相 或B相中,也可以化合物形式存在。 钛的硬度对间隙型杂质元素很敏感,杂质含量愈多,钛的硬 度就愈高
杂质元素对钛性能的影响 杂质元素主要有氧、氮、碳、氢、铁和硅。 前四种属间隙型元素,后二种属置换型元素,可以固溶在α相 或β相中,也可以化合物形式存在。 钛的硬度对间隙型杂质元素很敏感,杂质含量愈多,钛的硬 度就愈高。 1.2 纯钛
1.2纯钛 氢对纯钛及钛合金性能的影响就是引起氢脆。 氢在B-Ti中的溶解度比a-Ti中大得多,且在a-Ti中的溶解 度随温度降低而急剧减少,当冷却到室温时,会析出脆性的氢化 物TH,使合金变脆,称为氢化物氢脆。 含氢的α-Ti在应力作用下,促进氢化物析出,由此导致的脆 性叫做应力感生氢化物氢脆。 溶解在钛晶格中的氢原子,在应力作用下,经过一定时间会 扩散到晶体缺陷处,与那里的位错发生交互作用,使位错被钉扎, 引起塑性降低。当应力去除并静止一段时间,再进行高速变形时, 塑性又可以恢复,这种脆性称为可逆氢脆。 钛及钛合金中氢含量小于0.015%时,可避免氢化物型氢脆, 但无法避免应力感生氢化物氢脆和可逆氢脆。 减少氢脆的措施是减少氢含量,如严格控制原材料纯度、采 用真空熔炼、用中性或弱氧化性气氛加热、惰性气体保护焊接、 尽量避免酸洗增氢等。用真空退火去氢
氢对纯钛及钛合金性能的影响就是引起氢脆。 氢在β-Ti中的溶解度比α-Ti中大得多,且在α-Ti中的溶解 度随温度降低而急剧减少,当冷却到室温时,会析出脆性的氢化 物TiH2,使合金变脆,称为氢化物氢脆。 含氢的α-Ti在应力作用下,促进氢化物析出,由此导致的脆 性叫做应力感生氢化物氢脆。 溶解在钛晶格中的氢原子,在应力作用下,经过一定时间会 扩散到晶体缺陷处,与那里的位错发生交互作用,使位错被钉扎, 引起塑性降低。当应力去除并静止一段时间,再进行高速变形时, 塑性又可以恢复,这种脆性称为可逆氢脆。 钛及钛合金中氢含量小于0.015%时,可避免氢化物型氢脆, 但无法避免应力感生氢化物氢脆和可逆氢脆。 减少氢脆的措施是减少氢含量,如严格控制原材料纯度、采 用真空熔炼、用中性或弱氧化性气氛加热、惰性气体保护焊接、 尽量避免酸洗增氢等。用真空退火去氢。 1.2 纯钛
1.2纯钛 氢可增加高温形变时塑性,即提高热塑性或超塑性。生产上 暂时将氢渗入合金中,然后高温变形,再通过真空退火去氢。增 塑的原因是氢降低形变激活能,即降低原子扩散迁移所必须克服 的能垒,提高了变形过程中扩散协调变形能力;同时氢原子在高 温下分布比较均匀,减小了局部弹性畸变;氢有促进晶粒细化作 用,从而改善高温热塑性。 氮、氧、碳都提高α+B/B相变温度,扩大α相区,属α稳定 元素。均可提高强度,急剧降低塑性,其影响程度按氨、氧、碳 递减。为了保证合金的塑性和韧性,目前在工业钛合金中氢、氧、 氮、碳含量分别控制在0.015%、0.15%、0.05%,0.1%以下。低 温用钛及钛合金,由于氧、氨和碳提高塑一脆转化温度,应尽量 降低它们的含量,特别是氧含量。 微量铁和硅在固溶范围内与钛形成置换固溶体,它们对钛的 性能影响没有间隙杂质元素那样强烈。作为杂质时,铁和硅的含 量分别要求小于0.3%和0.15%,但有时也作为合金元素加入
氢可增加高温形变时塑性,即提高热塑性或超塑性。生产上 暂时将氢渗入合金中,然后高温变形,再通过真空退火去氢。增 塑的原因是氢降低形变激活能,即降低原子扩散迁移所必须克服 的能垒,提高了变形过程中扩散协调变形能力;同时氢原子在高 温下分布比较均匀,减小了局部弹性畸变;氢有促进晶粒细化作 用,从而改善高温热塑性。 氮、氧、碳都提高α+ β/β相变温度,扩大α相区,属α稳定 元素。均可提高强度,急剧降低塑性,其影响程度按氮、氧、碳 递减。为了保证合金的塑性和韧性,目前在工业钛合金中氢、氧、 氮、碳含量分别控制在0.015%、0.15%、0.05%,0.1%以下。低 温用钛及钛合金,由于氧、氮和碳提高塑-脆转化温度,应尽量 降低它们的含量,特别是氧含量。 微量铁和硅在固溶范围内与钛形成置换固溶体,它们对钛的 性能影响没有间隙杂质元素那样强烈。作为杂质时,铁和硅的含 量分别要求小于0.3%和0.15%,但有时也作为合金元素加入。 1.2 纯钛
1.3钛合金-合金化 与α和β均形成连续固 溶体相图: 锆、铪与钛同族, 有相同晶体结构和同素 异晶转变,与a-Ti及B -T形成连续固溶体
1.3 钛合金-合金化 与α和β均形成连续固 溶体相图: 锆、铪与钛同族, 有相同晶体结构和同素 异晶转变,与α-Ti及β -Ti形成连续固溶体