鈦合金經(jīng)過(guò)高溫會(huì)燒掉嗎

鈦合金經(jīng)過(guò)高溫會(huì)燒掉。

鈦合金是低溫性能很好，在低溫、超低溫下，仍能保持良好的力學(xué)性能。同時(shí)它的熱強(qiáng)度也比較好，在較高的溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作，仍能具有較高的“比強(qiáng)度”。

但是鈦合金的化學(xué)活性比較大，常溫下就會(huì)和大氣中的氧、氮、碳等元素反應(yīng)，生成氧化物和碳化物混合的表皮，這也是為什么鈦合金焊接需要在真空狀態(tài)下進(jìn)行的原因。另外鈦合金還有一個(gè)特性：熱傳導(dǎo)系數(shù)極低（也就是不傳熱）。不傳熱的話就容易局部熱量堆積，熱量達(dá)到一定程度就會(huì)發(fā)紅。鈦合金切屑燃燒還需要一個(gè)條件，就是要切屑微粒很小的情況下才會(huì)燃燒。

鈦合金的性能

鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。世界上許多國(guó)家都認(rèn)識(shí)到锨合金材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。

第一個(gè)實(shí)用的鈦合金是1954年美國(guó)研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75％～85％。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。

20世紀(jì)50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金，70年代開(kāi)發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。耐熱鈦合金的使用溫度已從50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出現(xiàn)，使鈦在發(fā)動(dòng)機(jī)的使用部位正由發(fā)動(dòng)機(jī)的冷端（風(fēng)扇和壓氣機(jī)）向發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端（渦輪）方向推進(jìn)。結(jié)構(gòu)鈦合金向高強(qiáng)、高塑、高強(qiáng)高韌、高模量和高損傷容限方向發(fā)展。

另外，20世紀(jì)70年代以來(lái)，還出現(xiàn)了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形狀記憶合金，并在工程上獲得日益廣泛的應(yīng)用。

目前，世界上已研制出的鈦合金有數(shù)百種，最著名的合金有20～30種，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。

鈦合金可以分為、+、型合金及鈦鋁金屬間化合物（TixAl，此處x=1）四類。

2. 鈦合金的新進(jìn)展

近年來(lái)，各國(guó)正在開(kāi)發(fā)低成本和高性能的新型鈦合金，努力使鈦合金進(jìn)入具有巨大市場(chǎng)潛力的民用工業(yè)領(lǐng)域陽(yáng)。國(guó)內(nèi)外鈦合金材料的研究新進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）高溫鈦合金。

世界上第一個(gè)研制成功的高溫鈦合金是Ti-6Al-4V，使用溫度為300-350℃。隨后相繼研制出使用溫度達(dá)400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用溫度為450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地應(yīng)用在軍用和民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的新型高溫鈦合金有.英國(guó)的IMI829、IMI834合金；美國(guó)的Ti-1100合金；俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。表7為部分國(guó)家新型高溫鈦合金的最高使用溫度[26]。

近幾年國(guó)外把采用快速凝固／粉末冶金技術(shù)、纖維或顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料研制鈦合金作為高溫鈦合金的發(fā)展方向，使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美國(guó)麥道公司采用快速凝固／粉末冶金技術(shù)戚功地研制出一種高純度、高致密性鈦合金，在760℃下其強(qiáng)度相當(dāng)于目前室溫下使用的鈦合金強(qiáng)度[26]。

（2）鈦鋁化合物為基的鈦合金。

與一般鈦合金相比，鈦鋁化合物為基鈉Ti3Al（2）和TiAl（）金屬間化合物的最大優(yōu)點(diǎn)是高溫性能好（最高使用溫度分別為816和982℃）、抗氧化能力強(qiáng)、抗蠕變性能好和重量輕（密度僅為鎳基高溫合金的1/2），這些優(yōu)點(diǎn)使其成為未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件最具競(jìng)爭(zhēng)力的材料[26]。

目前，已有兩個(gè)Ti3Al為基的鈦合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美國(guó)開(kāi)始批量生產(chǎn)。其他近年來(lái)發(fā)展的Ti3Al為基的鈦合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl（）為基的鈦合金受關(guān)注的成分范圍為T(mén)i-（46-52）Al-（1-10）M（at.％），此處M為v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一種元素。最近，TiAl3為基的鈦合金開(kāi)始引起注意，如Ti-65Al-10Ni合金[1]。

（3）高強(qiáng)高韌型鈦合金。

型鈦合金最早是20世紀(jì)50年代中期由美國(guó)Crucible公司研制出的B120VCA合金（Ti-13v-11Cr-3Al）。型鈦合金具有良好的冷熱加工性能，易鍛造，可軋制、焊接，可通過(guò)固溶-時(shí)效處理獲得較高的機(jī)械性能、良好的環(huán)境抗力及強(qiáng)度與斷裂韌性的很好配合。新型高強(qiáng)高韌型鈦合金最具代表性的有以下幾種[26,30]:

Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），該合金與飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中常用的30CrMnSiA高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼性能相當(dāng)，具有優(yōu)異的鍛造性能；

Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），該合金冷加工性能比工業(yè)純鈦還好，時(shí)效后的室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)1000MPa以上；

21S（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si），該合金是由美國(guó)鈦金屬公司Timet分部研制的一種新型抗氧化、超高強(qiáng)鈦合金，具有良好的抗氧化性能，冷熱加工性能優(yōu)良，可制成厚度為0.064mm的箔材；

日本鋼管公司（NKK）研制成功的SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe）鈦合金，該合金強(qiáng)度高，超塑性延伸率高達(dá)2000％，且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴(kuò)散連接（SPF/DB）技術(shù)制造各種航空航天構(gòu)件；

俄羅斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1105MPA以上

（4）阻燃鈦合金。常規(guī)鈦合金在特定的條件下有燃烷的傾向，這在很大程度上限制了其應(yīng)用。針對(duì)這種情況，各國(guó)都展開(kāi)了對(duì)阻燃鈦合金的研究并取得一定突破。羌國(guó)研制出的Alloy c（也稱為T(mén)i-1720），名義成分為50Ti-35v-15Cr（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），是一種對(duì)持續(xù)燃燒不敏感的阻燃鈦合金，己用于F119發(fā)動(dòng)機(jī)。BTT-1和BTT-3為俄羅斯研制的阻燃鈦合金，均為T(mén)i-Cu-Al系合金，具有相當(dāng)好的熱變形工藝性能，可用其制成復(fù)雜的零件[26]。

（5）醫(yī)用鈦合金。

鈦無(wú)毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高且具有優(yōu)良的生物相容性，是非常理想的醫(yī)用金屬材料，可用作植人人體的植人物等。目前，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者會(huì)析出極微量的釩和鋁離子，降低了其細(xì)胞適應(yīng)性且有可能對(duì)人體造成危害，這一問(wèn)題早已引起醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。羌國(guó)早在20世紀(jì)80年代中期便開(kāi)始研制無(wú)鋁、無(wú)釩、具有生物相容性的鈦合金，將其用于矯形術(shù)。日本、英國(guó)等也在該方面做了大量的研究工作，并取得一些新的進(jìn)展。例如，日本已開(kāi)發(fā)出一系列具有優(yōu)良生物相容性的+鈦合金，包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20，這些合金的腐蝕強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性能均優(yōu)于Ti-6Al-4v ELI。與+鈦合金相比，鈦合金具有更高的強(qiáng)度水乎，以及更好的切口性能和韌性，更適于作為植入物植入人體。在美國(guó)，已有5種鈦合金被推薦至醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne 1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo。估計(jì)在不久的將來(lái)，此類具有高強(qiáng)度、低彈性模量以及優(yōu)異成形性和抗腐蝕性能的廬鈦合金很有可能取代目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中廣泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金。

tc11是什么材料

TC11屬于國(guó)標(biāo)鈦合金，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 2965-2007

TC11鈦合金的名義成分為T(mén)i-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si，是一種-型鈦合金耐熱鈦合金，鋁當(dāng)量為3.5，鉬當(dāng)量為7.3。該合金還具有良好的熱加工工藝性(包括常規(guī)工藝性能和超塑性)，可以進(jìn)行焊接和各種方式的機(jī)加工。該合金的熱處理及等溫鍛已獲得迅速的發(fā)展。該合金對(duì)熱鹽應(yīng)力腐蝕也存在著一定的敏感性。該合金主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)盤(pán)、葉片、鼓筒等零件，也可用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。通過(guò)-區(qū)的熱變形和熱處理，該合金的最高長(zhǎng)期工作溫度為500℃。生產(chǎn)的半成品有棒材、鍛件和模鍛件等。TC11鈦合金是我囯空應(yīng)用較廣的高溫鈦合金，最高使用溫度500℃，主要應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的零部件，如葉片、盤(pán)件、鼓筒和軸類等。也可以制成異形鑄件，制件的使用工作條件為，在退火狀態(tài)可用于500℃以下500小時(shí)和550℃以下100小時(shí)以及450℃以下1000小時(shí)，在強(qiáng)化處理狀態(tài)可用于500℃以下100小時(shí)工作的零件和在700℃以下一次性工作的零件。

TC11化學(xué)成分如下圖：

高溫鈦合金和耐熱鈦合金一回事嗎？

是一回事但又不是一回事。

鈦合金是一種重要的的結(jié)構(gòu)金屬，其本身的特性就是，密度低、強(qiáng)度好、耐腐蝕性好、耐熱性好。但是鈦合金的種類根據(jù)其成分內(nèi)其他元素含量的不同而分為數(shù)十種牌號(hào)不同的鈦合金。

高溫鈦合金，一般用來(lái)制作使用溫度超過(guò)300度的結(jié)構(gòu)部件，常用的是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的高強(qiáng)度部件。高溫鈦合金，從使用溫度為300-350℃（牌號(hào)為T(mén)i-6Al-4V）的品種，到使用溫度達(dá)400℃的BT3-1等合金，以及使用溫度為450~500℃的Ti-6246、Ti-6242等合金，已經(jīng)有數(shù)量多達(dá)十余種的高溫鈦合金了。目前最高溫度650度左右。

阻燃鈦合金，常規(guī)鈦合金在特定的條件下有燃燒的傾向（呵呵，很特別吧，能燃燒的金屬。）這在很大程度上限制了其應(yīng)用。針對(duì)這種情況，在鈦合金成分中調(diào)整鋁、銅、鉻元素含量，制成了一種對(duì)持續(xù)燃燒不敏感的阻燃鈦合金。看上去阻燃和耐高溫都是同一性質(zhì)，其實(shí)不然，高溫鈦合金使用的溫度是一直高溫，耐高溫的目的是防止持續(xù)高溫對(duì)鈦合金制成的構(gòu)件產(chǎn)生影響（例如，高溫下和空氣中的其他元素發(fā)生反應(yīng)，而生成新的物質(zhì)，使得物理、化學(xué)等性質(zhì)變化）。而阻燃鈦合金的使用溫度不一定是高溫，但是一旦環(huán)境溫度變高，在高溫下這種阻燃鈦合金是一定不會(huì)燃燒的。那么什么情況下鈦合金會(huì)燃燒呢？在鈦合金碎屑顆粒很小的時(shí)候，二百多度的溫度就能使鈦合金碎屑燃燒（所以加工鈦合金時(shí)，微小切削量的時(shí)候一定要注意冷卻）。阻燃鈦合金同樣運(yùn)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，而且是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的高速旋轉(zhuǎn)部件。每分鐘轉(zhuǎn)速高達(dá)6萬(wàn)轉(zhuǎn)以上。這種轉(zhuǎn)速如果不用阻燃材料，稍微磨點(diǎn)碎屑下來(lái)就燃燒起來(lái)了。

綜上，阻燃鈦合金是一種特殊的高溫鈦合金。

鈦合金耐高溫嗎?

鈦合金耐高溫。

純鈦的熔點(diǎn)為1678℃。加入合金元素后（鈦合金），合金的熔點(diǎn)一般都要降低，而且一般會(huì)隨合金元素加入量的增加而降低更大。

所以，鈦合金的熔點(diǎn)一般會(huì)低于1678℃，且因?yàn)楹辖鹪氐牟煌傲康牟煌胁町悺Ｋ愿杏X(jué)還是耐高溫的吧。

相關(guān)說(shuō)明

鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀(jì)50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金。

70年代開(kāi)發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。

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