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鈦及鈦合金的合金理論及分類

文字來源:深圳市圣瑞金屬科技有限公司人氣:633發布時間:2018-04-07

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性,相繼對其進行研究開發,并得到了實際應用。
鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體:882℃以下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。鈦合金材料乃為提高航空機具飛行性能而開發的高性能材料,隨著工業技術及科技的進步及人們消費能力的提升,其應用領域 
鈦及鈦合金的合金理論及分類: 
鈦金屬可分為純鈦、α合金、α+β合金及β合金四大類。純鈦在常溫為HCP(Hexagonal Close-Packed)晶格結構(α相),在885℃左右變態成體心立方BCC(Body-Centered Cubic)結構(β相),此溫度稱為β變態點。在純鈦中添加不同合金元素及不同添加量會改變β變態點位置,造成α+β兩相區的出現。 
經合金添加后之鈦合金,在常溫為單一α相者稱α合金,在常溫為α+β相者稱為α+β合金,在常溫為β相者為稱為β合金。 
(1) α 合金 
α合金為α相安定元素及中性元素固溶于α相中所形成的單相合金,以Ti-5Al-2.5Sn最具代表性,此類合金高、低溫性能安定,延性及耐潛變性均佳。 
(2) α+β 合金 
α+β合金中,α及β相的含量受α安定元素及β安定元素的影響極大,在性能上亦有顯著不同。 β相含量少則合金行為類似α合金,反之α相含量少則合金行為類似β合金。 α+β合金中最具代表性的是Ti-6Al-4V。 β相含量較多者有Ti-6Al-6V-2Sn及Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等。 Ti-6Al-4V之用量占所有鈦合金用量的70%左右。 
(3) β 合金 
β合金在常溫下為準安定的體心立方堆積(BCC)結構,為單一β相合金。此類合金之冷間加工性較α+β合金為佳,時效硬化處理后抗拉強度可達150kgf/mm2,降伏強度可達140 kgf/mm2。具代表性的此類合金有Ti-15V-3Cr-3Su-3Al、Ti-10V-2Fe-3Al及Ti-13V-11Cr-3Al等
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