文献综述(或调研报告):
1.钛及钛合金概述
纯净的钛是银白色难熔金属,原子序数为22,相对原子质量为47.90,位于周期表ⅣB族。在地壳中钛的含量为0.6%,在所有的元素中,名列第九,但仅次常用金属元素 Al、Fe、和 Mg,居第四位。在地壳中Ti大多数以钛铁矿和金红石(TiO2)等形式存在,由于分离提取存在困难,直到 20 世纪 40 年代才生产出具有工业意义的钛[1]。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构钛,882℃以上为体心立方的钛。钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点,具有良好的塑性,但杂质含量超过一定时,变得硬而脆。钛同时具有极高的冷加工硬化效应。
钛及钛合金的密度小,抗拉强度高(可达140Kg/mm2)。在﹣253~600℃范围内,它的比强度(抗拉强度/密度)在金属材料中几乎最高。它在适当的氧化性环境中可形成一种薄而坚固的氧化膜,具有优异的耐蚀性能。此外,钛及钛合金还具有非磁性、线膨胀系数小等特点,这就使钛及钛合金首先成为重要的宇航结构材料,随后又推广到舰船制造、化学工业等领域,并得到了迅速的发展。
钛合金的分类方法很多,可根据工艺方法分为变形钛合金、铸造钛合金和粉末冶金钛合金。按使用性能可分为结构铁合金、耐热钛合金、耐蚀钛合金、低温钛合金和功能钛合金等[2]。其中1956年,麦克格维纶提出了按照退火状态相的组成对钛合金进行分类,适用于大多数使用和生产中的钛合金,并且可以有明确的分类界限和标准,便于新合金设计和研究。因此按相组成和稳定元素含量的关系,通常将钛合金划分为型、型和型三大类,中国分别以TA、TC、TB表示[3]。
2. 钛的合金化原理
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:
(1)稳定元素
稳定相、提高相转变温度的元素为稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
(2)稳定元素
