当前课程知识点：工程材料 > 第3章金属材料 > 3.4有色金属及其合金 > 有色金属及其合金（4）
下面我们学习第三种
有色金属材料钛及钛合金
钛及钛合金的最大的特点
是密度小 质量轻 比强度高
耐高温 耐腐蚀
以及具有良好的低温韧性
钛的资源丰富
具有广泛的应用前景
但目前钛及钛合金的
加工条件复杂
成本较为昂贵
我们先看纯钛
纯钛的性能特点为
密度小 熔点高
热膨胀系数小
但导热性较差
纯钛塑性好 强度低
容易加工成形
并可以制成细丝和薄片
纯钛的耐蚀性很好
大家可以看这一个视频
钛耐腐蚀的本领特别大
不用说盐浆就是王水它也不怕
使人望而生畏的王水
可以溶解金子
不锈钢在王水中要不了多久
就消失了
而钛却安然无恙
从这里可以看出纯钛的耐蚀性能
比不锈钢要好的多
第二钛的晶体结构
钛在固态下有两种结构
即在882.5度以上到熔点之间
为体心立方晶格
而在882.5度以下
为密排六方晶格
所以冷却至882.5度时
会发生同素异构转变
即由β钛转变为α钛
三 牌号及用途
牌号为TA1 TA2 TA3
牌号越大杂质越多
纯钛可以制作在350度以下工作
强度要求不高的零件
纯钛还被用来
制造笔记本的外壳
二 钛合金
合金元素溶入α钛中
形成α固溶体
溶入β钛中形成β固溶体
能够稳定α相的元素有铝 碳 氮 氧 硼
它使同素异构转变温度升高
稳定β相的元素有
铁 钼 镁 铬 锰 钒等
它使同素异构转变温度下降
甚至当合金元素较高时
在室温下也可以获得
稳定的β相
下面我们分别介绍
几种典型的钛合金
一 α钛合金
加入的合金元素有铝 硼等
α稳定化元素
室温下它的强度
低于β钛合金
和α加β钛合金
但在高温下
它的强度比它们要高
组织稳定 抗氧化性
和抗蠕变性能很好
焊接性能也很好
但是不能淬火强化
主要依靠固溶强化
可以通过消除应力退火
或再结晶退火来消除应力
典型的牌号有TA7
即化学成分为钛五铝2.5锡
它的使用温度为不超过500度
主要用于制造导弹的燃料罐
超音速飞机的涡轮机匣等等
第二类β钛合金
即加入较多的钼 铬 钒等
β稳定化元素
使得在室温下
获得稳定的β相
β钛合金具有较高的强度
优良的冲压性能
可以通过淬火和时效进行强化
在时效状态下
合金组织为β相和弥散分布的
细小的α相粒子
典型的合金牌号为TB2
其成分为钛五钼五钒八铬三铝等
主要应用于铸造
在350度以下使用的一些零部件
如制造压气机的叶片
轴 轮盘等重要的回转件
以及飞机的构件等
三 α加β钛合金
在钛中加入β稳定化元素
也大量加入α稳定化元素
得到α加β双相的钛合金
它的塑性好
容易锻造 压延和冲压
并可通过淬火和时效进行强化
热处理后强度可以提高
50%至100%
典型的牌号是TC4
成分为钛六铝四钒
热处理工艺为淬火加时效处理
显微组织为块状的α加β
加针状的α
其中针状的α
是时效过程中
从β相中析出的强化相
α加β钛合金
它的强度高 塑性好
在400度时组织稳定
蠕变强度较高
低温时有良好的韧性
并有良好的抗海水应力腐蚀
及抗热应力腐蚀的能力
主要用于制造在400度下
长期工作的零件
和要求有一定高温强度的
发动机的零件
也可用于制造
在低温下使用的火箭 导弹的
液氢燃料箱等零部件
钛合金还可以用于制造人工关节
因为钛合金具有很好的
生物相容性
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
