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什么是工業(yè)純鈦?它的特點有哪些?

純鈦板

工業(yè)純鈦(commercial pure titanium)是鈦含量不低于99%并含有少量鐵、碳、氧、氮與氫等雜質(zhì)的致密金屬鈦。對純鈦的力學(xué)性能影響最強烈的雜質(zhì)是氧、氮和鐵,尤其是氧。氫與鈦的反應(yīng)是可逆的,氫對鈦的性能影響主要表現(xiàn)為“氫脆”,通常規(guī)定氫含量不得超過0.015%, —般含有0.15%-0.3%的氧和0.03%-0.05%氮。工業(yè)純鈦在常溫雖是密排六方晶格,但其軸比較小(c/a=1.587),有較好的加工性,純鈦的成型性能和焊接性能好,對熱處理不敏感。


工業(yè)純鈦的強度低,但比強度高,塑性好,低溫韌性好,耐蝕性很高。鈦具有良好的壓力加工工藝性能,切削性能較差。鈦在氮氣中加熱可發(fā)生燃燒,因此鈦在加熱和焊接時應(yīng)采用氬氣保護。工業(yè)純鈦主要用于工作溫度350℃以下,受力不大,但要求塑性好的沖壓件和耐蝕結(jié)構(gòu)零件,例如:飛機的骨架、蒙皮、發(fā)動機附件;船舶用耐海水腐蝕的管道、閥門、泵及水翼、海水淡化系統(tǒng)零部件;化工上的熱交換器、泵體、蒸餾塔、冷卻器、攪拌器、三通、葉輪、緊固件、離子泵、壓縮機氣閥以及柴油發(fā)動機活塞、連桿、葉簧等。

(1)碘法鈦,牌號TAD是以碘化法所獲得的高純度鈦,故稱碘法鈦,或稱化學(xué)純鈦。但是,其中仍含有氧、氮、碳這類間隙雜質(zhì)元素,它們對純鈦的力學(xué)性能影響很大。隨著鈦的純度提高,鈦的強度、硬度明顯下降;故其特點是:化學(xué)穩(wěn)定性好,但強度很低。由于高純度鈦的強度較低,因此它作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用意義不大,故在工業(yè)中很少使用。目前在工業(yè)中廣泛使用的是工業(yè)純鈦和鈦合金。

(2)工業(yè)純鈦與化學(xué)純鈦不同之處是,工業(yè)純鈦含有較多量的氧、氮、碳及多種其他雜質(zhì)元素(如鐵、硅等),它實質(zhì)上是一種低合金含量的鈦合金。與化學(xué)純鈦相比,由于含有較多的雜質(zhì)元素,其強度大大提高,它的力學(xué)性能和化學(xué)性能與不銹鋼相似(但和鈦合金相比強度仍然較低)。工業(yè)純鈦的特點是:強度不高,但塑性好,易于加工成形、沖壓、焊接、可切削加工性能良好;在大氣、海水、濕氯氣及氧化性、中性、弱還原性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,抗氧化性優(yōu)于大多數(shù)奧氏體不銹鋼;但耐熱性較差,使用溫度不宜太高。工業(yè)純鈦按其雜質(zhì)含量的不同,分為TA1、TA2、TA3三個牌號。這三種工業(yè)純鈦的間隙雜質(zhì)元素是逐漸增加的,故其機械強度和硬度也隨之逐級增加,但塑性、韌性相應(yīng)下降工業(yè)上常用的工業(yè)純鈦是TA2,因其耐蝕性能和綜合力學(xué)性能適中。對耐磨和強度要求較高時可選用TA3。對要求較好的成形性能時可選用TA1。

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