【焊接钛合金板TA1】日本优质钛合金板TA1

Ti在地壳中的丰度为0.56%(质量分数，下同)，在一切按元素中居第9位，而在可作为结构材料的金属中居第4位，仅次于Al、Fe、Mg，其储量比常见金属Cu，Pb，Zn储量的总和还多。我国钛资源丰富，储量为国际第一。钛合金的密度小，比强度、比刚度高，抗腐蚀功能、高温力学功能、抗疲劳和蠕变功能都很好，具有优秀的归纳功能，是一种新式的、很有开展潜力和运用远景的结构材料。近年来，国际钛工业和钛材加工技能得到了飞速开展，海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的出产和消费都到达了很高的水平，在航空航天范畴、舰艇及武器等制作中的运用日益广泛，在轿车、化学和动力等职业也有着巨大的运用潜力。   

 一、钛及钛合金的特性：钛及钛合金具有许多优秀特性，首要体现在如下几个方面：     1.强度高。钛合金具有很高的强度，其抗拉强度为686—1176MPa，而密度仅为钢的60%左右，所以比强度很高。2.硬度较高。钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。 3.弹性模量低。钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10－1.176×10MPa，约为钢和不锈钢的一半。4.高温文低温功能优秀。在高温下，钛合金仍能坚持杰出的机械功能，其耐热性远高于铝合金，且作业温度规模较宽，现在新式耐热钛合金的作业温度可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时添加，且具有杰出的耐性，低温钛合金在－253℃时还能坚持杰出的耐性。5.钛的抗腐蚀性强。钛在550℃以下的空气中，表面会敏捷构成薄而细密的氧化钛膜，故在大气、海水、等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性优于大多数不锈钢。         

 二、钛及钛合金的加工功能：

1.切削加工功能：钛合金强度高、硬度大，所以要求加工设备功率大，模具、刀具应有较高的强度和硬度。切削加工时，切屑与前刀面触摸面积小，刀尖应力大。与45钢比较，钛合金的切削力尽管只要其2/3—3/4，但是切屑与前刀面的触摸面积却更小(只要45钢的1/2—2/3)，所以刀具切削刃接受的应力反而更大，刀尖或切削刃简单磨损；钛合金冲突因数大，而热导率低(别离仅为铁和铝的1/4和1/16)；刀具与切屑的触摸长度短，切削热积累于切削刃邻近的小面积内而不易发出，这些要素使得钛合金的切削温度很高，构成刀具磨损加快并影响加工质量。因为钛合金弹性模量低，切削加工时工件回弹大，简单构成刀具后刀面磨损的加重和工件变形；钛合金高温时化学活性很高，简单与空气中的氢、氧等气体杂质发作化学反应，生成硬化层，一起进一步加重了刀具的磨损；钛合金切削加工中，工件材料极易与刀具表面粘结，加上很高的切削温度，所以刀具易于发作分散磨损和粘结磨损。

2.磨削加工功能：钛合金化学性质生动、在高温下易与磨料亲和并粘附，阻塞砂轮，导致砂轮磨损加重，磨削功能下降，磨削精度不易确保。砂轮磨损一起也增大了砂轮与工件之间的触摸面积，致使散热条件恶化，磨削区温度急剧升高，在磨削表面层构成较大的热应力，构成工件的部分烧伤，发作磨削裂纹。钛合金强度高、耐性大，使磨削时磨屑不易别离、磨削力增大、磨削功耗相应添加。钛合金热导率低、比热小、磨削时热传导慢，致使热量积累在磨削弧区，构成磨削区温度急剧升高。  

 3.揉捏加工功能：对钛及钛合金进行揉捏加工时，要求揉捏温度高，揉捏速度快，以防温降过快，一起应尽量缩短高\温坯锭与模具的触摸时刻。因而揉捏模具应选用新式耐热模具材料，坯锭由加热炉到揉捏筒的运送速度也要快。鉴于在加热和揉捏进程中金属易被气体污染，故还应选用恰当的保护措施。揉捏时应挑选适宜的光滑剂，以防粘结模具，如选用包套揉捏和玻璃光滑揉捏。因钛及钛合金的变形热效应较大，导热性较差，故在揉捏变形时还要特别注意避免过热现象。钛合金的揉捏进程比铝合金、铜合金、乃至钢的揉捏进程更为杂乱，这是由钛合金特殊物理化学功能所决议的。钛合金在惯例热反挤成形时，模具温度低，与模具触摸的坯料表面温度敏捷下降，而坯料内部因变形热而温度升高。因为钛合金热导率低，表层温度下降后，内层坯料热量不能及时传输到表层弥补，会呈现表面硬化层，而使得变形难以继续进行。一起，表层与内层会发作很大的温度梯度，即便能成形，也简单构成变形和安排不均匀。     

4.锻压加工功能：钛合金对铸造工艺参数十分灵敏，铸造温度、变形量、变形及冷却速度的改动都会引起钛合金安排功能的改变。为更好地操控锻件的安排功能，近几年，热模铸造、等温铸造等先进的铸造技能在钛合金的铸造出产中得到了广泛运用。钛合金的塑性随温度升高而增大，在1000—1200℃温度规模内，塑性到达最大值，答应变形程度达70%—80%。钛合金铸造温度规模较窄，应严厉按(α+β)/β改变温度进行把握(铸锭开坯在外)，不然β晶粒会剧烈长大，下降室温塑性；α钛合金通常在(α+β)两相区铸造，因(α+β)/β相变线以上铸造温度过高，将导致β脆相，β钛合金其始锻和终锻都有必要高于(α+β)/β改变温度。钛合金的变形抗力随变形速度的添加进步较快，铸造温度对钛合金变形抗力影响更大，因而惯例铸造有必要在锻模内冷却最少的情况下完结。空隙元素(如O、N、C)的含量对钛合金的铸造性也有显着影响。 

 5.铸造工艺功能：因为钛和钛合金的化学活性高，易与空气中的N、O、N发作剧烈化学反应，且易与铸造中常用的耐火材料发作化学反应。钛和钛合金的铸造，特别是熔模精铸要比铝和钢的熔模精铸难度大得多，需凭借特殊手法才干完成。铸钛开展初期，因为铸造工艺的开展落后于压力加工工艺，因而，先选用已有必定变形的中强钛合金，如TiΟ6AlΟ4V，TiΟ5AlΟ2.5Sn等作为铸造合金材料。这些合金至今还在广泛运用。但跟着铸钛工艺的开展和运用范畴对铸造钛合金各方面功能要求的进步，以及铸件结构杂乱程度的加大，曩昔那种以为“一切的变形钛合金都合适用作铸造合金”的观点应加以批改。跟着合金运用温度和作业强度的进步，合金中所添加元素的数量和参加量也相应添加，但一起有必要考虑到合金的铸造功能、流动性凝结区间结晶安排、力学功能等等，即合金的化学成分有必要依据铸造工艺的要求进行调整。    

 三、定论

 综上所述，钛合金因其优秀的功能在航空航天和其他范畴有着广泛的运用远景，但也受其加工功率和出产成本的限制。钛的冶炼技能一旦有所突破，其报价也将显着下降。跟着钛合金的开发研发、钛材种类的增多及报价的下降，钛在民用工业中的运用将成倍添加，特别是在造船、轿车制作、化工、电子、海洋开发、海水淡化、地热发电、排污防腐等民用范畴将取得广泛的运用。与此一起，商场的需求也将加快钛工业与钛材加工技能的开展

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