合金元素對鈦合金性能的影響

  鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)。鈦的化學活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強烈的化學反應。含碳量大于0.2%時,會在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC;溫度較高時,與N作用也會形成TiN硬質(zhì)表層;在600℃以上時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升,也會形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達0.1~0.15mm,硬化程度為20%~30%。

  鈦的化學親和性也大,易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。導熱系數(shù)小、彈性模量小鈦的導熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K)約為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導熱系數(shù)比鈦的導熱系數(shù)約下降50%。

  鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜制作細長桿和薄壁件,切削時加工表面的回彈量很大,約為不銹鋼的2~3倍,造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結(jié)磨損。