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鈦及鈦合金在不同環(huán)境下的力學(xué)性能
來源：鈦合金，鈦棒，鈦板，鈦設(shè)備，鈦管，鈦絲 發(fā)布時(shí)間：2014-8-8 10:31:23
鈦及鈦合金在低溫和超低溫下仍能保持其原有的力學(xué)性能。隨著溫度的降低，鈦和鈦合金的強(qiáng)度不斷增加，而延性逐漸變差。許多退火的鈦合金在195.5度溫度下還具有足夠的延性和斷裂韌性。含間隙元素特低的可在252度溫度下使用。它的缺口抗拉強(qiáng)度與非缺口抗拉強(qiáng)度之比，在-25.7度溫度下為0.95-1.15。鈦合金在髙溫下還能保持一定的性能。一般工業(yè)鈦合金在540度溫度下能保持其性能，但僅能供短時(shí)間應(yīng)用，長時(shí)間夠的溫度范圍為450-481度。目前已研制出供600溫度下使用的鈦合金。鈦合金作為導(dǎo)彈材料可在540度溫度下長期使用，還可在760度溫度下短時(shí)間使用。

1.純鈦的抗拉強(qiáng)度為265-353MPa,—般鈦合金為686-1176MPa，目前最高可達(dá)1764MPa。鈦合金與許多鈦的強(qiáng)度相當(dāng)，但鈦的比強(qiáng)度遠(yuǎn)不如鈦合金。
2.鈦和鈦合金的壓縮強(qiáng)度不低于其抗拉強(qiáng)度。工業(yè)純鈦的壓縮屈服強(qiáng)度和拉伸屈服強(qiáng)度大致相等，而Ti-6A1-4V和Ti-5Al-2.5Sn壓縮強(qiáng)度比拉伸強(qiáng)度稍高。
3.剪切強(qiáng)度一般為抗拉強(qiáng)度的60%-70%。鈦和鈦合金薄板的承壓屈服強(qiáng)度大約是抗拉強(qiáng)度的1.2-2.0倍。
4.在正常大氣氣氛下，經(jīng)加工和退火的鈦和鈦合金的持久極限為0.5-0.65抗拉強(qiáng)度。在缺口狀態(tài)OCt=3.9)進(jìn)行1000萬次疲勞試驗(yàn)時(shí)，退火Ti-6A1-4V的持久極限為0.2倍抗拉強(qiáng)度。
5.最高純度級(jí)的加工工業(yè)純鈦的硬度通常小于120HB(布氏硬度），其他工業(yè)純的加工鈦的硬度為200-295HB。純鈦鑄件的硬度為200-220HB。鈦合金在退火狀態(tài)下的硬度值為32-38HRC(洛氏），相當(dāng)于298-349HB。鑄態(tài)的Ti-5Al-2.5Sn和Ti-6A1-4V的硬度為320HB,低間隙雜質(zhì)Ti-6A1-4V鑄件的硬度為310HB。
6.工業(yè)純鈦的拉伸彈性模量為105-109GPa大多數(shù)鈦合金在退火狀態(tài)下的拉伸彈性模量110-120GPa。時(shí)效硬化的鈦合金比在退火狀態(tài)下具有稍高的拉伸彈性模量，抗壓彈性模量等于或者大于拉伸彈性模量。鈦合金的比彈性模童與鋁合金的相等，僅次于鈹、鉬和某些高溫合金。
7.工業(yè)純鈦的扭轉(zhuǎn)或剪切模量為46GPa，鈦合金的剪切模量為43-51GPa。為提高鈦合金的強(qiáng)度，增加間隙物含童都會(huì)給合金的抗沖擊性能和斷裂韌性帶來有害影響。根據(jù)鈦合金的種類和狀態(tài)的不同，變性工業(yè)純鈦的夏氏缺口沖擊強(qiáng)度值為15-54j/m3，鑄造狀態(tài)時(shí)約為4-10j/m3。鈦合金在退火狀態(tài)下的沖擊強(qiáng)度為13-25.8J/m3，時(shí)效狀態(tài)的稍低。
8.許多鈦合金具有很高的斷裂韌性，或者說，鈦合金抗裂紋擴(kuò)展的能力很好。退火狀態(tài)的Ti-6A1-4V就是一種韌性極好的材料，當(dāng)缺口集中系數(shù)K=25.4mm時(shí)，缺口拉伸強(qiáng)度與非缺口拉伸強(qiáng)度之比大于1。