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鈦合金加工件、鈦材料的特性及特殊功能

2020-06-11 10:55:02

      鈦的鈍化取決於氧化膜的存在。鈦加工件在氧化介質中的耐蝕性明顯優於還原介質。還原介質中會發生高速腐蝕。鈦在海水、濕氯、亞氯酸鹽和次氯酸鹽溶液、硝酸、鉻酸、金屬氯化物、硫化物和有機酸等腐蝕性介質中不受腐蝕。然而,在與鈦反應生成氫氣的介質(如鹽酸和硫酸)中,鈦通常具有很高的腐蝕速率。然而,如果少量的氧化劑加入到酸中,鈦會形成鈍化膜。所以在硫酸-硝酸或鹽酸-硝酸的混合物中,即使在含有遊離氯的鹽酸中,鈦也具有耐腐蝕性。鈦的保護氧化膜通常在金屬接觸水時形成,即使存在少量的水或水蒸氣。如果鈦在沒有水的情況下暴露在強氧化環境中,它會迅速氧化並產生劇烈的自發燃燒反應。鈦與含過量氮氧化物的煙熏硝酸和鈦與幹氯的反應發生了這種行為。但是,為了防止這種反應,必須有一定量的水。

鈦加工件

      鈦是非磁性的。用於潛艇殼體,不會引起爆炸。

      鈦與其它金屬的導熱係數比較見下表:

      鈦的導熱係數僅為鋼的1/5,鋁的1/13,銅的1/25。導熱性差是鈦的缺點,但在某些情況下可以使用。

      鈦的彈性模量約為鐵的55%。作為一種結構材料,低彈性模量是一個缺點。

      Ti-6Al-4V鈦合金的拉伸強度為960mpa,屈服強度為892mpa,兩者相差僅58mpa。

      鈦及其它金屬的抗拉強度與屈服強度比較見下表:

      鈦與氫和氧有很強的結合力。應注意防止氧化和吸氫。鈦焊接應在氬氣保護下進行,防止汙染。鈦管和薄板應在真空中進行熱處理,在熱處理過程中應控製微氧化氣氛。

      同樣形狀和尺寸的鍾是由鈦和其他金屬材料(銅和鋼)製成的。當每隻鍾用同樣的力敲一次,就會發現鈦製的鍾的振動聲持續很長時間,即敲擊給鍾的能量不易消失。

      鈦及鈦合金加工件的特殊功能:

      Ti-50%Ni(原子分數)合金在一定的溫度條件下具有恢複原始形狀的能力,因此被稱為鈦形狀記憶合金。

      NbTi合金,當溫度降到接近零度時,由NbTi合金製成的導體會失去電阻,從而使任何大電流通過,導體不會發熱,也不會產生能量消耗,因此NbTi合金被稱為超導材料。

      Ti-50%Fe(原子分數)合金具有吸收大量氫的能力。利用鈦鐵合金的這一特性,可以安全地儲存氫氣,也就是說,不用鋼製高壓缸儲存氫氣。在一定條件下,鈦鐵合金也能釋放氫氣,因此被稱為儲氫材料。


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