无磁低(钛合金的优点和缺点)

Posted 2023-05-28

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无磁低(钛合金的优点和缺点)

从焊接管道和阀门，到贸易，飞机，船舶，甚至宇宙飞船，钛的用途非常广泛。这些新特性使它成为各种应用的理想选择。

钛合金的优点和缺点是什么?

优点

钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60%。纯钛的强度接近普通钢的强度。一些高强度钛合金的强度超过许多合金结构钢。因此，钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可以生产出单位强度高、刚性好、轻量化的零部件。目前飞机发动机部件、骨架、蒙皮等都采用钛制紧固件和起落架。

钛合金在恶劣环境中表现出优异的耐腐蚀性，这是它应用于化工设备制造的主要原因。具有良好的高低温特性，无磁性，传热系数和热膨胀系数低。从反面看，钛紧固件是非常难加工的。此外，当螺纹紧固件安装和锁紧时，螺纹很容易划伤或卡住。这里有一些钛合金的例子，它们在适当的高温下对应力腐蚀很敏感。但这种情况可以通过一些特殊的程序来缓解。

纯钛是不能热处理的。一般情况下，几乎没有任何固件使用纯钛作为原料。钛合金有很多，大多数都是垄断的。研究表明，只有一小部分刨花钛合金适合制造螺纹紧固件。Ti-6Al-4V是一种重型合金，最低抗拉强度为135,000 psi，具有高强度和令人满意的韧性。Ti-6Al-4Mn具有良好的抗蠕变性能，易于铸造。其强度特性与Ti-6Al-4V合金相当，但韧性略差。Ti-1Al-8V-5Fe的抗拉强度约为20000psi。夸大其卓越的强度质量比，这种合金制成的紧固件具有与同等质量的钢紧固件相同的紧固力，抗拉强度为350000 psi。另外两种钛合金，Ti-6Al-12Zr和Ti-6Al-6V-2Sn，有时用于制造紧固件。

钛最吸引人的特点是其极高的强度质量比。它们的体积仅为钢的57%，强度可与热处理铁碳合金相媲美。钛是航空航天、喷气飞机和导弹的理想材料。但它最大的缺点是成本太高。除非别无选择，否则不鼓励使用钛作为紧固件材料。

缺点:

1. 在高温下，钛及钛合金与其它材料的化学反应较为缓慢。因此传统的精炼、熔炼和铸造技术在钛合金的制造过程中不一定适用。

2. 钛是一种相对稀缺金属，其价格较为昂贵，因此目前主要用于航空等高科技领域，将其推广到普通民用还不现实。