鈦及鈦合金的前世今生與未來
1、鈦金屬的來源
鈦金屬較早在1791年被英國一位名叫格雷戈爾的業余礦物學家發現的,到1795年,德國化學家克拉普魯斯以希臘神titans命名了這種未知的金屬物質,中文英譯為“鈦”。鈦在地球上儲量豐富,已知的鈦礦物有140多種,但工業應用主要是鈦鐵礦和金紅石,其中中國鈦鐵礦儲量占到**儲量的28%,排名****。
鈦是世界上公認的無害元素,開采和生產成本高,價格昂貴。由于耐高低溫、抗強酸堿、高強度、低密度等一系列資質,成為nasa同款衛星**材料,也被應用于我國的玉兔號、殲20、山東**等**級項目。在上世紀80年代走入民用領域后,以其**具有的抑菌性與親生物性,一躍成為是食器界的“榮譽金屬王”。
我國的鈦工業起步于20世紀50年代,到60年代中期,我國分別在遵義和寶雞建成海綿鈦和鈦加工生產廠,這意味著中國已經成為**鈦工業強國之一。21世紀我國鈦工業進入了加速發展的新時期,鈦產能******。
2、鈦及鈦合金的區別
純鈦:
或叫工業純鈦或商業純鈦,是是按照雜質元素的含量劃分等級的。它具有優良的沖壓工藝性能和焊接性能,對熱處理及組織類型不敏感,在令人滿意的塑性條件下具有一定的強度。它的強度主要取決于間隙元素氧、氮的含量。99.5%工業純鈦的性能為:密度p=4.5g/cm3,熔點為1800°c,導熱系數λ=15.24w/(m.k),抗拉強度σ b=539mpa,伸長率:δ =25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性摸量e=1.078×105mpa,硬度hb195。
鈦合金:
鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金,屬于比較年輕的金屬,從發現到現在也就六七十年的歷史。鈦合金材料具有質量輕,強度大,彈性小,耐高溫和耐腐蝕等特點,主要用于航空發動機部件。鈦有兩種同質異晶體;鈦是同索異構體,熔點為1720°c在**882°c時呈密排六方晶體格結構,稱為a鈦;在882°c以上呈體心立方品格結構,稱為b鈦,利用鈦的上述兩種結構的不同特點,添加適當的合金元素,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(itaniumalloys)。
鈦合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類:①穩定a相,提高相轉變溫度的元素為a穩定元素,有鋁、鎂、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度,降低比重、增加彈性摸量有明顯效果。②穩定b相、降低相變溫度的元素為b穩定元素。又可分同晶型和共析型二種,前者有鉬、鈮等:后者有鉻、錳、銅、硅等。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素,有鋯、錫等。
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