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鈦合金的特性有哪些


1、密度小、強度高、比強度大

鈦的密度是4.51g/cm3,為鋼的57%,只是鋼的一半多一點,不到鋁的兩倍,強度比鋁大三倍。鈦合金的比強度是常用工業(yè)合金中最大的,鈦合金的比強度是不銹鋼的3.5倍,是鋁合金的1.3倍,是鎂合金的1.7倍,所以是宇航工業(yè)必不可少的結(jié)構(gòu)材料。

2、耐腐蝕性能優(yōu)異

鈦的鈍性取決于氧化膜的存在,它在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性比在還原性介質(zhì)中要好的多,在還原性介質(zhì)中能發(fā)生高速率腐蝕。鈦在一些腐蝕性介質(zhì)中不被腐蝕,如海水、濕氯氣、亞氯酸鹽及次氯酸鹽溶液、硝酸、鉻酸、金屬氯化物、硫化物以及有機酸等。可是,在與鈦反應(yīng)產(chǎn)生氫的介質(zhì)(例如鹽酸和硫酸) 中,鈦通常具有較大的腐蝕率。但如果在酸中加入少量的氧化劑會使鈦形成一層鈍化膜。所以在硫酸-硝酸或鹽酸-硝酸的混合液里,甚至在含游離氯的鹽酸中,鈦都是耐腐蝕的。鈦的保護(hù)性氧化膜經(jīng)常是當(dāng)金屬碰到水時形成的,即使少量的水或以水蒸氣存在也能形成。如果把鈦暴露于完全沒有水的強氧化性環(huán)境里,就能發(fā)生快速氧化并產(chǎn)生劇烈的、常常出現(xiàn)自燃反應(yīng)。鈦與含過量氧化氮的發(fā)煙硝酸以及鈦與干氯氣的反應(yīng)就發(fā)生過這類行為。然而要預(yù)防發(fā)生這類狀態(tài)下的反應(yīng),必須要有一定量的水分。

3、耐熱性能好

通常鋁在150℃,不銹鋼在310℃即失去了原有較高的力學(xué)性能,而鈦合金在500℃左右仍保持良好的力學(xué)性能。當(dāng)飛機速度達(dá)到音速的2.7倍時,飛機機構(gòu)表面溫度達(dá)到230℃,鋁合金和鎂合金已不能使用,而鈦合金則能滿足要求。鈦的耐熱性能好,它適用于航空發(fā)動機壓氣機的渦輪盤和葉片以及飛機后機身的蒙皮。

4、低溫性能好

某些鈦合金(如Ti-5Al-2.5SnELI)的強度隨溫度的降低而提高,但塑性降低的不多,在低溫下仍有較好的延性及韌性,適宜在超低溫下使用。可以用于液氫、液氧火箭發(fā)動機上,或在載人飛船上做超低溫容器和貯箱等。

5、無磁

鈦無磁性,它用于潛艇殼體,不會引起水雷的爆炸。

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