鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀(jì)50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金。

70年代開發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件

一、純鈦（Ti）

純鈦是一種銀白色具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的金屬；在882℃以下為密排六方晶格，稱為α—鈦（α—Ti），在882℃以上為體心立方晶格，稱為β—鈦（β—Ti）。密度小（4.58g/cm3） ，熔點(diǎn)高（1677℃），熱膨脹系數(shù)小，塑性好，容易加工成形；在550℃以下有很好的耐蝕性，不易氧化，在海水和蒸汽中的抗蝕能力比鋁合金、不銹鋼和鎳合金好。

二、鈦合金分類

1．α－鈦合金

主要合金化元素有Al和Sn。在室溫或較高溫度時(shí)均為單相α固溶體組織，不能熱處理強(qiáng)化。常溫下，它的硬度低于其他鈦合金，但高溫（500~600℃）條件下其強(qiáng)度最高，α－鈦合金組織穩(wěn)定，焊接性良好。

2．β－鈦合金

β－鈦合金中主要加入銅、鉻、鋁、釩和鐵等促使β相穩(wěn)定的元素，它們?cè)谡鸹虼慊饡r(shí)容易將高溫β相保留到室溫組織，得到較穩(wěn)定的β相組織。

具有良好的塑性，在540℃以下具有較高的強(qiáng)度，但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，合金密度大，故在生產(chǎn)中用途不廣。

3．α+β—鈦合金

除含有鉻、鑰、釩等β相穩(wěn)定元素外，還含有錫、鋁等α相穩(wěn)定元素。在冷卻到一定溫度時(shí)發(fā)生β→α相轉(zhuǎn)變，室溫下為α+β兩相組織。

α+β—鈦合金的強(qiáng)度、耐熱性和塑性都比較好，并可以熱處理強(qiáng)化，應(yīng)用

三、鈦合金的熱處理

常用的熱處理方法有退火、固溶和時(shí)效處理。

退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性，以獲得較好的綜合性能。通常α合金和（α+β）合金退火溫度選在（α+β）─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下120～200℃；固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下40～100℃進(jìn)行，亞穩(wěn)定β合金淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上40～80℃進(jìn)行。時(shí)效處理溫度一般為450～550℃。

（1）消除應(yīng)力退火：目的是為消除或減少加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。

（2）完全退火：目的是為了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。

（3）固溶處理和時(shí)效：目的是為了提高其強(qiáng)度，α鈦合金和穩(wěn)定的β鈦合金不能進(jìn)行強(qiáng)化熱處理，在生產(chǎn)中只進(jìn)行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過(guò)固溶處理和時(shí)效使合金進(jìn)一步強(qiáng)化。

為了滿足工件的特殊要求，工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。

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