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鈦及鈦合金中a和β元素的作用

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金 發布時間:2014-10-8 12:41:21
在a+β鈦合金中,提高這類元素的含量可提高合金的淬透性,顯然鈦合金中亞穩定β鈦合金的淬透性最高。但使用共析型元素時,應防止形成化合物,引起脆性。對這類元素的使用應遵循多元少量的原則,如TC10鈦合金中采用0.5%Fe和0.5%Cu,增加了固溶強化效果。在耐熱的a+β鈦合金中也往往加入少量快共析元素硅,以提高蠕變抗力。β穩定元素在鈦棒及鈦合金中主要起固溶強化和穩定β相的作用。當β穩定元素超過一定數量時,鈦合金具有熱處理強化效應。在a鈦合金中加入少量的β穩定元素形成近a鈦合金。這種合金具有微弱的熱處理強化效應。快共析元素還可通過化合物的沉淀提高鈦合金的室溫及高溫性能。在耐熱鈦合金中往往加入少量的硅,如TA8等。

鈦是一種非常活躍的金屬元素,它能和很多元素發生作用,但能影響鈦管及鈦合金性能的只有那些與鈦形成連續或不連續固熔體的元素。

1.β穩定元素在鈦管及鈦合金中的作用

β穩定元素包括元素周期表中位于鈦右邊的幾乎所有過渡族元素以及IB族元素,約有30種。實際常用的僅有十幾種。其中同晶型β穩定元素有鉬、釩、鉭、鈮,共析型β穩定元素有鐵、鉻、錳、銅、鈷、鎳、鎢、鈀和氫。氫對鈦合金的獨特作用將在有關間隙元素對鈦影響的內容中敘述。 

β穩定元素都不同程度的降低的a+β/β相變點,并按鉭、鈮、鉬、釩、硅、銅、鉻、錳、鐵的順序遞增。β穩定元素都降低鈦的馬氏體轉變開始溫度。β穩定元素逐漸增加,可使鈦的M點降低到室溫,當鈦合金由β相區快速冷卻到室溫時,可將高溫β相保留到室溫。此時鈦合金元素的含量為臨界濃度。顯然,臨界濃度是衡量合金元素對穩定β相的能力的一種指標。鈦合金元素穩定β相的能力是按鉭、鈮、釩、鎢、銅、鉬、鎳、鈷、鉻、錳、鐵的順序遞增的。同晶型元素是弱的β穩定元素,共析型元素是較強的。 

2.a穩定元素在鈦管及鈦合金中作用

a穩定元素主要有鋁、鎵、鍺、鑭、鈰、釹及氧、碳、氮、硼等。在工業鈦管及鈦合金中應用最廣的a穩定元素是鋁。鋁都能提高鈦的室溫及高溫抗拉強度,對高溫塑性影響不大。在固溶度范圍內,鋁能有效地提高鈦的彈性模量、剪切模量、比電阻及線膨脹系數。
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