如何正確看待“鋁钛合金門”

  钛合金按組織可分三類.（1钛中加入鋁和錫元素.2钛中加入鋁铬钼钒等合金元素.3钛中加入鋁和钒等元素.）钛合金具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗蝕性能很好.另外:钛合金的工藝性能差,切削加工困難.在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質.還有抗磨性差,生產工藝複雜.
titanium alloys
　　以钛爲基加入其他元素組成的合金。钛的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要，使钛工業以平均每年約 8％的增長速度發展。目前世界钛合金加工材年產量已達4萬余噸,钛合金牌號近30種。使用最廣泛的钛合金是Ti-6Al-4V（TC4）,Ti-5Al-2.5Sn（TA7）和工業純钛（TA1、TA2和TA3）。
　　钛合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次爲火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期，钛及其合金已在一般工業中應用，用于制作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境汙染控制裝置等。钛及其合金已成爲一種耐蝕結構材料。此外還用于生產貯氫材料和形狀記憶合金等。
　　中國于1956年開始钛和钛合金研究；60年代中期開始钛材的工業化生產並研制成TB2合金。
　　特點 钛合金與其他金屬材料相比,有下列優點:①比強度（抗拉強度／密度）高（見圖）,抗拉強度可達100～140kgf/mm2，而密度僅爲鋼的60％。②中溫強度好,使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作。③耐蝕性好,在大氣中钛表面立即形成一層均勻致密的氧化膜，有抵抗多種介質侵蝕的能力。通常钛在氧化性和中性介質中具有良好的耐蝕性，在海水、濕氯氣和氯化物溶液中的耐蝕性能更爲優異。但在還原性介質，如鹽酸等溶液中，钛的耐蝕性能較差。④低溫性能好,間隙元素極低的钛合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。⑤彈性模量低,熱導率小，無鐵磁性。
合金元素 钛有兩種同質異晶體:882℃以下爲密排六方結構α钛，882℃以上爲體心立方的β钛。合金元素根據它們對相變溫度的影響可分爲三類:①穩定α相、提高相轉變溫度的元素爲α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是钛合金主要合金元素，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穩定β相、降低相變溫度的元素爲β穩定元素，又可分同晶型和共析型二種。前者有钼、铌、钒等；後者有铬、錳、銅、鐵、矽等。③對相變溫度影響不大的元素爲中性元素，有锆、錫等。
　　氧、氮、碳和氫是钛合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對钛合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規定钛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,钛合金中溶解過多的氫會產生氫化物，使合金變脆。通常钛合金中氫含量控制在 0.015％以下。氫在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
　　類別 钛合金根據相的組成可分爲三類:α合金,（α＋β）合金和β合金,中國分別以TA、TC、TB表示。
　　① α合金含一定量的穩定α相的元素，平衡狀態下主要由α相組成。α合金比重小，熱強性好、具有良好的焊接性和優異的耐蝕性,缺點是室溫強度低,通常用作耐熱材料和耐蝕材料。α合金通常又可分爲全α合金（TA7）、近α合金 （Ti-8Al-1Mo-1V）和有少量化合物的α合金（Ti-2.5Cu）。 　　② （α＋β）合金含一定量的穩定α相和β相的元素，平衡狀態下合金的組織爲α相和β相。（α＋β）合金有中等強度、並可熱處理強化，但焊接性能較差。（α＋β）合金應用廣泛,其中Ti-6Al-4V合金的產量在全部钛材中占一半以上。
　　③ β合金含大量穩定β相的元素，可將高溫β相全部保留到室溫。β合金通常又可分爲可熱處理β合金（亞穩定β合金和近亞穩定β合金）和熱穩定β合金。可熱處理β合金在淬火狀態下有優異的塑性，並能通過時效處理使抗拉強度達到130～140kgf/mm2。β合金通常作高強度高韌性材料使用。缺點是比重大，成本高，焊接性能差，切削加工困難。
　　钛合金按用途可分爲耐熱合金、高強合金、耐蝕合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（钛-鐵貯氫材料和钛-镍記憶合金）等。典型合金的成分和性能見表。
熱處理 钛合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認爲細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。
　　常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是爲了消除內應力、提高塑性和組織穩定性，以獲得較好的綜合性能。通常α合金和（α＋β）合金退火溫度選在（α＋β）─→β相轉變點以下120～200℃；固溶和時效處理是從高溫區快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩定的β相,然後在中溫區保溫使這些亞穩定相分解，得到α相或化合物等細小彌散的第二相質點，達到使合金強化的目的。通常（α＋β）合金的淬火在（α＋β）─→β相轉變點以下40～100℃進行，亞穩定β合金淬火在（α＋β）─→β相轉變點以上40～80℃進行。時效處理溫度一般爲450～550℃。此外,爲了滿足工件的特殊要求，工業上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。