鈦合金的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
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發(fā)表時(shí)間:2022-03-21
鈦合金是?從焊接管道和閥門,到貿(mào)易,飛機(jī),船舶,甚至宇宙飛船,鈦的用途非常廣泛。這些新特性使它成為各種應(yīng)用的理想選擇。
鈦合金優(yōu)點(diǎn)
鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右,僅為鋼的60%。純鈦的強(qiáng)度接近普通鋼的強(qiáng)度。一些高強(qiáng)度鈦合金的強(qiáng)度超過許多合金結(jié)構(gòu)鋼。因此,鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料,可以生產(chǎn)出單位強(qiáng)度高、剛性好、輕量化的零部件。目前飛機(jī)發(fā)動機(jī)部件、骨架、蒙皮等都采用鈦制緊固件和起落架。
鈦合金在惡劣環(huán)境中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性,這是它應(yīng)用于化工設(shè)備制造的主要原因。具有良好的高低溫特性,無磁性,傳熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)低。從反面看,鈦緊固件是非常難加工的。此外,當(dāng)螺紋緊固件安裝和鎖緊時(shí),螺紋很容易劃傷或卡住。這里有一些鈦合金的例子,它們在適當(dāng)?shù)母邷叵聦?yīng)力腐蝕很敏感。但這種情況可以通過一些特殊的程序來緩解。
純鈦是不能熱處理的。一般情況下,幾乎沒有任何固件使用純鈦?zhàn)鳛樵?。鈦合金有很多,大多?shù)都是壟斷的。研究表明,只有一小部分刨花鈦合金適合制造螺紋緊固件。Ti-6Al-4V是一種重型合金,最低抗拉強(qiáng)度為135,000 psi,具有高強(qiáng)度和令人滿意的韌性。Ti-6Al-4Mn具有良好的抗蠕變性能,易于鑄造。其強(qiáng)度特性與Ti-6Al-4V合金相當(dāng),但韌性略差。Ti-1Al-8V-5Fe的抗拉強(qiáng)度約為20000psi。夸大其卓越的強(qiáng)度質(zhì)量比,這種合金制成的緊固件具有與同等質(zhì)量的鋼緊固件相同的緊固力,抗拉強(qiáng)度為350000 psi。另外兩種鈦合金,Ti-6Al-12Zr和Ti-6Al-6V-2Sn,有時(shí)用于制造緊固件。
鈦?zhàn)钗说奶攸c(diǎn)是其極高的強(qiáng)度質(zhì)量比。它們的體積僅為鋼的57%,強(qiáng)度可與熱處理鐵碳合金相媲美。鈦是航空航天、噴氣飛機(jī)和導(dǎo)彈的理想材料。但它最大的缺點(diǎn)是成本太高。除非別無選擇,否則不鼓勵(lì)使用鈦?zhàn)鳛榫o固件材料。
鈦合金缺點(diǎn):
1. 在高溫下,鈦及鈦合金與其它材料的化學(xué)反應(yīng)較為緩慢。因此傳統(tǒng)的精煉、熔煉和鑄造技術(shù)在鈦合金的制造過程中不一定適用。
2. 鈦是一種相對稀缺金屬,其價(jià)格較為昂貴,因此目前主要用于航空等高科技領(lǐng)域,將其推廣到普通民用還不現(xiàn)實(shí)。
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