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钛及钛合金的特性
来源:苏州朗锐晟钛镍设备有限公司         发布时间:2018-01-02
纯钛是银白色的金属,它具有许多优良性能。
  1   钛 的 十 大 性 能
  1.1 密度小,比强度高
  金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍,但比强度高于铝合金和高强合金钢。钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇,既能抗海水腐蚀,又能抗深层压力,其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% 。同时,钛无磁性,不会被水雷发现,具有很好的反监护作用。
  1.2 弹性模量低 
  钛的弹性模量在常温时为106.4GMPa,为钢的57%。  
  1.3 导热系数小 
  金属钛的导热系数小,是低碳钢的五分之一,铜的二十五分之一。
  1.4 抗拉强度与其屈服强度接近 
  钛的这一性能说明了其屈强比(抗拉强度/屈服强度)高,表示了金属钛材料在成形时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大,使钛成型时的回弹能力大。  
  1.5 无磁性、无毒 
  钛是无磁性金属,在很大的磁场中也不会被磁化,无毒且与人体组织及血液有好的相溶性,所以被医疗界采用。在人体内,能抵抗分泌物的腐蚀且无毒,对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械,制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨,主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时,这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。钛在人体中分布广泛,正常人体中的含量为每70kg.体重不超过15mg,其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞,使免疫力增强这一作用已被证实。 
  1.6 抗阻尼性能强 
  金属钛受到机械振动、电振动后,与钢、铜金属相比,其自身振动衰减时间最长。利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等。 
  1.7 耐热性能好 
  新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。
  1.8 耐低温性能好 
  钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大。在-196-253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。 
  1.9 吸气性能 
  钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。 
  1.10耐腐蚀性能 
  钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力,在空气中或含氧的介质中,钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。   
  2   钛 的 三 大 功 能 
  功能材料是以物理性能为主的工程材料,即在电、磁、声、光、热等方面具有的特殊性质,或在其作用下表现出特殊功能的材料。对钛和钛合金的研究已发现其有三种特殊功能有应用前途。
  1、记忆功能  钛-镍合金在一定环境温度下具有单向、双向和全方位的记忆效应,被公认是最佳记忆合金。在工程上做管接头用于战斗机的油压系统;石油联合企业的输油管路系统; 直径0.5mm丝做成的直径500mm抛物网状天线用于宇航飞行器上;在医学工程上用于制作鼾症治疗;制成螺钉用于骨折愈合等。上述应用均获得了明显效果。
  2 、超导功能  铌-钛合金在温度低于临界温度时,呈现出零电阻的超导功能。
  3、贮氢功能  钛-铁合金具有吸氢的特性,把大量的氢安全的贮存起来,在一定的环境中又把氢释放出来。这在氢气分离、氢气净化、氢气贮存及运输、制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面应用很有前途。
  因此,钛被誉为仅次于铁、铝的正在崛起的“第三金属”、“现代金属”、“战略金属”,是当代高新技术新材料领域中具有重大国防意义和显著经济效益的全新金属。她被广泛应用于航空、航天、核能、舰船、兵器等国防工业以及化工、石油、冶金、电力、交通、海洋、医疗、环保、建筑、体育及旅游休闲等民用工业。钛及钛合金加工材产业是世界各发达国家高度重视和重点发展的高科技新材料产业,实践证明,先进的钛工业是国家综合国力强盛的重要标志之一。
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