Metal Materials-8-Ti课件.pptVIP

8.3 Titanium and its alloys;8.3.1 Pure titanium 高纯钛（99.9%） Density: 4.5g/cm3 Melting point: 1667oC Phase transformation: α-Ti: hcp c=0.46843nm，a=0.29511nm c/a=1.587 β-Ti: bcc a=0.332nm α-Ti ?β-Ti at 882.5oC 为什么高温下更有利于形成低致密度结构？ Elastic modulus: 120GPa Very good corrosion resistance (against Cl-) 表面形成纳米级氮化物和氧化物保护膜。; 工业纯钛（99.5%） 主要性能 杂质元素使工业纯钛的强度提高，塑性降低，并有良好的冲压性和焊接性。 在200~430℃之间具有良好的耐热性。 低温性能较好，但受到N、H、O、C等杂质影响。 海水环境中的耐蚀性与Ni合金及不锈钢相当。 塑性变形性能好。α-Ti尽管也是hcp结构，但其主滑移面是棱柱面{10-10}和棱锥面{10-11}，而且基面也可参与滑移，滑移系较多，故变形性好。 ;杂质的影响 氧和氮与钛形成间隙固溶体，显著增大α-Ti固溶体的晶格常数c，而对晶格常数a几乎没有影响。提高强度、降低塑性。 氢含量达0.007％时，强烈降低冲击韧性，增大缺口敏感性。 ; 碳也属于间隙杂质元素，含量超过0.1％时，使钛的强度显著提高，而塑性急剧降低。 铁也是钛中常见的杂质元素。铁与钛形成置换固溶体时，能起固溶强化作用，但对钛的塑性影响不显著，有害影响比间隙元素小。在某种情况下，铁可作为合金元素强化钛合金。 钛与氢、氮、氧、碳元素反应后，性质将发生明显变化，因此其熔炼、铸造、焊接等工艺过程应在真空或惰性气体中进行；热加工及热处理也应注意表面保护。 ;2) β forming elements 在?-Ti和?-Ti中均能有限溶解，但在?-Ti中的溶解度大于在?-Ti中的溶解度，降低相变温度，扩大?相区。 A. Inducing eutectoid transformation β ?α+intermetallic compound （共析反应） Cr, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, W…… ;B Expanding β phase field Martensite α’ can results from quenching Mo V Nb Ta;3) Neutral elements Dissolving in both α and β phases Zr, Hf, Sn;2. Effects of alloying elements Zr Sn: Solid solution strengthening Improving high temperature properties (creep strength) 强化效果不很明显，通常不单独使用 Al: Solid solution strengthening in α Reducing hydrogen embrittlement Increasing high temperature strength and elastic modulus 强化效果优于Zr和Sn 超过7%后形成Ti3Al，降低塑性;V Mo: 可无限溶解于?-Ti，也可溶于?-Ti Solid solution strengthening but not decreasing ductility significantly Improving high temperature strength and creep strength ;Cu: Increasing high temperature strength and stability Solid solution strengthening Precipitation strengthening (TiCu2) Si: Increasing creep strength Decreasing high temperature stability Increa