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tb11鈦合金

鈦合金是以鈦元素  為基礎加入其他元素  組成的合金。鈦有兩種同質異晶體：鈦是同素  異構體，熔點為1668℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α-鈦；在882℃以上呈體心立方品格結構，稱為β-鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素  ，使其相變溫度及組分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（titanium alloys）。

合金元素  根據它們對相變溫度的影響可分為三類：①穩(wěn)定α相、提高相轉變溫度的元素  為α穩(wěn)定元素  ,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素  ，它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。②穩(wěn)定β相、降低相變溫度的元素  為β穩(wěn)定元素  ，又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等；后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。③對相變溫度影響不大的元素  為中性元素  ，有鋯、錫等。

氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果，但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在0.15-0.2％和0.04-0.05％以下。氫在α相中溶解度很小，鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在0.015％以下。氫在鈦中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去

鈦是20世紀50年代發(fā)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(fā)，并得到了實際應用。

第一個實用的鈦合金是1954年美國研制成功的ti-6al-4v合金，由于它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75％～85％。其他許多鈦合金都可以看做是ti-6al-4v合金的改型。

20世紀50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金，70年代開發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發(fā)展。耐熱鈦合金的使用溫度已從50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。a2(ti3al)和r（tial）基合金的出現(xiàn)，使鈦在發(fā)動機的使用部位正由發(fā)動機的冷端（風扇和壓氣機）向發(fā)動機的熱端（渦輪）方向推進。結構鈦合金向高強、高塑、高強高韌、高模量和高損傷容限方向發(fā)展。

另外，20世紀70年代以來，還出現(xiàn)了ti-ni、ti-ni-fe、ti-ni-nb等形狀記憶合金，并在工程上獲得日益廣泛的應用。

目前，世界上已研制出的鈦合金有數百種，最著名的合金有20～30種，如ti-6al-4v、ti-5al-2.5sn、ti-2al-2.5zr、ti-32mo、ti-mo-ni、ti-pd、sp-700、ti-6242、ti-10-5-3、ti-1023、bt9、bt20、imi829、imi834等[2,4]。