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钛材及钛合金中的合金元素有哪些

来源:钛棒,钛板,钛管,钛丝,钛设备,钛合金 发布时间:2014-10-9 10:38:51
钛材中的钛是一种高活性金属元素。它与元素周期表中大多数元素都能发生一定作用。但足以影响其性能的只有那些与钛形成连续或不连续固溶液的元素。这些元素按它们对钛的同素异晶转变温度的影响可分为三大类。其中碳、氧、氮、氢,有时还包括硅、铁等事由原料或加工过程中不免带入的,一般称为杂质元素或残存元素。这些元素可使钛及钛合金强度提高、塑性下降,甚至使断裂韧性、低温韧性、疲劳性能、腐蚀性、冷成型性和可焊性等变坏。其中碳、氧、氮、氢等影响最强烈。因此,在钛及钛合金中,对杂质元素都规定了它们的最高允许含量。其它元素(有时也包括铁、硅)均按一定含量范围有意地加入钛及钛合金中,以改变其组织和性能,故称合金元素。
 
a稳定元素主要有铝、镓、锗、镧、铈、钕及氧、碳、氮、硼等。最近有人认为钪和铪也可属于这一类。在工业钛棒及钛合金中应用最广的a稳定元素是铝。近年来,镓在研制近a型的高温合金中正逐渐引起重视。因此,这里将着重叙述铝和镓的作用。
 
1.钛-铝二元系
铝在β钛中的最大固溶度出现在1460℃,约了30%。铝在a钛中的最大固溶度出现在1080℃,约了11%,550℃时,铝在a钛中的固溶度约为7.5%。一般相图上会出现两种化合物,r相和a2相。r相是以TiAL为基的有序化合物,具有面心正方(差不多是正方的)晶格;a=4.005埃,c=4.073埃,c/a=1.0162。a2相是以Ti2AL为基的有序化合物,具有六方晶格,a=5.8730埃,c=4.6543埃,c/a=0.8047。a2相可以由β相转变而来。
 
2.钛-镓系
钛-镓系二元系钛棒及钛合金,镓在β钛合金中的最大固溶温度出现在1500℃左右,约为38%(30%原子)。镓在a钛中最大固溶度出现在940℃约为17%(13%原子)。固溶度随着温度的降低而降低。一般相图中a2相是以Ti3Ga为基的有序相。
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