《12.（工程材料Ⅱ）第13-14讲（第10章.钛合金）》.pdfVIP

第10章 钛合金 主 讲：王军伟 机械工程学院 2013年10月 1 本章内容提要 一、前 言 二、钛的特性及钛冶金基础 三、钛合金物理冶金基础 四、钛合金的生产工艺 五、钛合金的发展及应用 2 钛及钛合金 ● 发展历史：60多年。 ● 钛工业国：美、俄、日、中 ● 供需状况：供：需=2.5:1 ● 应用领域：宇航（军事、非军事）、普通消费 品。 ● 发展方向：提高质量，降低成本。 3 本章内容提要 一、前 言 二、钛的特性及钛冶金基础 三、钛合金物理冶金基础 四、钛合金的生产工艺 五、钛合金的发展及应用 4 （一）纯钛的特性 3 ●银白色，密度小 （4.51g/cm），熔点高 （1680℃）， 热膨胀系数小，无磁性。 ●纯钛塑性好，容易加工成形，可制成细丝和薄片。 ●低温性能好，液氮温度下仍然保持强度、塑性和韧 性。 ●比强度高(600℃以下)，相同强度水平时，质量比高 强合金低40%。 ●耐蚀性强，优于大多数奥氏体不 锈钢。在表面生成TiO2保护膜，耐 钛钛 大气、海水、氧化性酸腐蚀。 钛的耐蚀性5 ●弹性模量低，约为铁的54%。 ●导热系数低，比铁低4.5倍。易产生温度梯度和热应 力。 c/a=1.587，小于理想值 ◆ 晶体结构 （1.633），滑移系多。 钛在固态有两种结构。 α-Ti 882.5℃以下： 密排六方晶格（HCP）。 β-Ti 882.5 ℃以上到熔点： 体心立方晶格（BCC） 加热时在882.5℃发生同素异 构转变: β-Ti → α-Ti 6 （二）钛的冶金基础 ●钛矿存在形式：金红石（TiO2） 钛铁共生矿（FeO-TiO2） ●生产方法：氯化物热还原法 第一步：钛铁精矿还原，得到高钛渣[w(TiO )＞ 2 90%]。 第二步：氯化生成TiCl : 4 TiO +2C+2Cl=TiCl +2CO 2 4 第三步：用Mg还原，得到Ti粉末： TiCl +2Mg=2MgCl +Ti 4 2 ●也可以粗钛矿为阳极，在熔盐中电解精炼，纯钛沉积在阴 极。 7 本章内容提要 一、前 言 二、钛的特性及钛冶金基础 三、钛合金物理冶金基础 四、钛合金的生产工艺 五、钛合金的发展及应用