钛和钛合金为什么被认为是21世纪的重要金属材料?
一言难尽,不过有这几方面:
1、钛合金具有良好的物理性能:比如具有低密度,可以在航空航天方面得到广泛应用,可以替代熔点低的铝合金。
2、良好的化学性能:比如耐蚀性、耐氧化性比不锈钢还“不锈钢”。
4、具有相变特性:是为数不多的跟铁一样具有相变特性的金属材料(像铝、铜都没有相变),这样可以通过相变来改变组织结构,从而改变性能。
5、***丰富:钛在地球的矿藏很丰富,比如在攀枝花就是一个钒钛铁矿。
6、现在看来,钛合金的唯一缺点就是冶炼困难,比较麻烦,也就是说,就目前的方法,冶金不易,生产工艺流程复杂,导致成本增加,价格昂贵,限制了其应用,如果提炼方法得到突破,可以大幅度降低生产成本,那么无疑钛合金是可以替代钢铁的最重要的材料之一。
钛和钛合金的特性?
钛具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性、高温强度、良好的生物相容性等特点,因此在航空航天、船舶、化工、医疗等领域广泛应用。钛合金是由钛和其他元素合金化而成的,可以根据需要调整其物理和化学性质。钛合金具有高强度、轻质、优异的耐腐蚀性、高温强度、良好的生物相容性等特点,因此在航空航天、汽车、医疗等领域得到广泛应用。
钛及钛合金的优缺点?
钛合金的优点:
1、强度高
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,仅为钢的60%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
2、热强度高
使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。
3、抗蚀性好
钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强。
4、低温性能好
钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。
合金和钛合金有什么区别?
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金 。
2、70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
合金 由两种或两种以上的金属密切混合和结合所构成的物质,通常熔合在一起,融熔时能互相溶解。黄铜是铜和锌的合金,合金由二种或二种以上的元素,其中至少一种为金属元素所组成的物质,称为「合金」。其组织状态有溶体、共溶混合物、金属间化合物等。具实用性,如钢为铁和碳的合金,黄铜为铜、锌的合金。由两种主要元素组成的合金为二元合金
钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。
金属钛属于合金吗?
钛是单质,钛合金是混合物。因此钛合金具有更多样的性质和更广泛的用途。 钛合金 概念定义: 以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。 研究范围: 钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金。
研究范围还包括钛合金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合金的军用和民用等。 钛合金是一种新型结构材料,它具有优异的综合性能,如密度小(~4.5g·cm-3),比强度和比断裂韧性高,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好,低温韧性良好,抗蚀性能优异,某些钛合金的最高工作温度为550ºC,预期可达700ºC。
因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用,发展迅猛.轻合金、钢等的(σ0.2/密度)与温度的关系,钛合金的比强高于其他轻金属、钢和镍合金,并且这一优势可以保持到500ºC左右,因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件。
钛产量中约80%用于航空和宇航工业。
例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中,钛合金约占21%,主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。
F-15战斗机的机体结构材料,钛合金用量达7000kg ,约占结构重量的34%。
波音757客机的结构件,钛合金约占5%,用量达3640 kg。麦克唐纳·道格拉斯(Mc-Donnell-Dounlas)公司生产的DC10飞机,钛合金用量达5500kg,占结构重量的10%以上。
在化学和一般工程领域的钛用量:美国约占其产量的15%,欧洲约占40%。由于钛及其合金的优异抗蚀性能,良好的力学性能,以及合格的组织相容性,使它用于制作***体装置等生物材料。
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