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鈦材及鈦合金中的合金元素有哪些

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金 發布時間:2014-10-9 10:38:51
鈦材中的鈦是一種高活性金屬元素。它與元素周期表中大多數元素都能發生一定作用。但足以影響其性能的只有那些與鈦形成連續或不連續固溶液的元素。這些元素按它們對鈦的同素異晶轉變溫度的影響可分為三大類。其中碳、氧、氮、氫,有時還包括硅、鐵等事由原料或加工過程中不免帶入的,一般稱為雜質元素或殘存元素。這些元素可使鈦及鈦合金強度提高、塑性下降,甚至使斷裂韌性、低溫韌性、疲勞性能、腐蝕性、冷成型性和可焊性等變壞。其中碳、氧、氮、氫等影響最強烈。因此,在鈦及鈦合金中,對雜質元素都規定了它們的最高允許含量。其它元素(有時也包括鐵、硅)均按一定含量范圍有意地加入鈦及鈦合金中,以改變其組織和性能,故稱合金元素。
 
a穩定元素主要有鋁、鎵、鍺、鑭、鈰、釹及氧、碳、氮、硼等。最近有人認為鈧和鉿也可屬于這一類。在工業鈦棒及鈦合金中應用最廣的a穩定元素是鋁。近年來,鎵在研制近a型的高溫合金中正逐漸引起重視。因此,這里將著重敘述鋁和鎵的作用。
 
1.鈦-鋁二元系
鋁在β鈦中的最大固溶度出現在1460℃,約了30%。鋁在a鈦中的最大固溶度出現在1080℃,約了11%,550℃時,鋁在a鈦中的固溶度約為7.5%。一般相圖上會出現兩種化合物,r相和a2相。r相是以TiAL為基的有序化合物,具有面心正方(差不多是正方的)晶格;a=4.005埃,c=4.073埃,c/a=1.0162。a2相是以Ti2AL為基的有序化合物,具有六方晶格,a=5.8730埃,c=4.6543埃,c/a=0.8047。a2相可以由β相轉變而來。
 
2.鈦-鎵系
鈦-鎵系二元系鈦棒及鈦合金,鎵在β鈦合金中的最大固溶溫度出現在1500℃左右,約為38%(30%原子)。鎵在a鈦中最大固溶度出現在940℃約為17%(13%原子)。固溶度隨著溫度的降低而降低。一般相圖中a2相是以Ti3Ga為基的有序相。
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