鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬,
鈦合金是以鈦為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金,鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。世界上許多國家都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性,相繼對(duì)其進(jìn)行研究開發(fā),并得到了實(shí)際應(yīng)用。20世紀(jì)50~60年代,主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金,70年代開發(fā)出一批耐蝕鈦合金,80年代以來,耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件,其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。
鈦及鈦合金具有許多優(yōu)良特性,主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
1.強(qiáng)度高。鈦合金具有很高的強(qiáng)度,其抗拉強(qiáng)度為686—1176MPa,而密度僅為鋼的60%左右,所以比強(qiáng)度很高。
2.硬度較高。鈦合金(退火態(tài))的硬度HRC為32—38。
3.彈性模量低。鈦合金(退火態(tài))的彈性模量為1.078×10-1.176×10MPa,約為鋼和不銹鋼的一半。
4.高溫和低溫性能優(yōu)良。在高溫下,鈦合金仍能保持良好的機(jī)械性能,其耐熱性遠(yuǎn)高于鋁合金,且工作溫度范圍較寬,目前新型耐熱鈦合金的工作溫度可達(dá)550—600℃;在低溫下,鈦合金的強(qiáng)度反而比在常溫時(shí)增加,且具有良好的韌性,低溫鈦合金在-253℃時(shí)還能保持良好的韌性。
5.鈦的抗腐蝕性強(qiáng)。鈦在550℃以下的空氣中,表面會(huì)迅速形成薄而致密的氧化鈦膜,故在大氣、海水、硝酸和硫酸等氧化性介質(zhì)及強(qiáng)堿中,其耐蝕性優(yōu)于大多數(shù)不銹鋼。