钛合金如何提高结合力

A. tc4钛合金韧性如何

Ti-6Al-4V（TC4）属于国标钛合金，执行标准“GB/T 2965-2007”

Ti-6Al-4V（TC4）在常规状态下硬度在30HRC左右。

Ti-6Al-4V（TC4）兼有α及β两类钛合金的优点，即塑性好、热强性好（可400℃在长期工作）、抗海水腐蚀能力很强，生产工艺简单，可以焊接、冷热成型，并可通过淬火和时效处理进行强化。主要应用于飞机压气机盘和叶片、舰艇耐压壳体、大尺寸锻件、模锻件等。

Ti-6Al-4V（TC4）还具有良好的低温工作性能。在-196℃以下仍然具有良好韧性，用于制造低温高压容器，如火箭及导弹的液氢燃料箱等。

Ti-6Al-4V（TC4）化学成分如下图：

TC4钛合金力学性能：

规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,

伸长率δ5(%)≥10,

B. 怎样提高镀膜结合力

你了解下真空镀膜的应用就知道哪些需要的了：
1、镀膜技术在装饰品方面的应用
随着经济的发展和生活水平的提高，人们喜欢将手表壳、表带、服饰、灯饰、眼镜架、室内外装饰件、五金箱包、手机壳、手机视屏、卫生洁具、食品包装等装饰品精饰得五彩缤纷。
2、镀膜技术在刀具、模具等金属切削加工工具方面的应用
在生活中我们会看到金黄色的、钴铜色的、黑色的等七杂八色的钻头、铣刀、模具等，这些就是经过镀膜技术加工后的涂层工具。
（1）金黄色的是在刀具上涂镀了TiN、ZrN 涂层。TiN是第一代应用广泛的硬质层材料。
（2）黑色的是在切削工具上涂了TiC、CrN涂层。
（3）钴铜色的是在刀具上镀涂了TiALN涂层。
3、镀膜技术在建筑玻璃和汽车玻璃上的应用
建筑玻璃有透光和隔热两个基本功能。普通玻璃能透过绝大部分太阳光辐射能量，这对采光和吸收太阳光线的能量十分有利。而对于空间红外辐射，普通玻璃虽能阻止室内的热量直接透过室外，但热量被玻璃吸收后的二次散热也会造成很大的损失。随着经济的发展，普通玻璃已越来越不能满足人们的要求。而阳光控制膜和低辐射膜正好能弥补了普通玻璃在这一方面的不足。阳光控制膜可以满足低纬度地区降低室内温度的要求；而低辐射膜则能满足高纬度地区充分接受太阳辐射能量和最大限度阻止室内热量外流的要求。
在玻璃上，镀涂一层TiO2就能使其变成防雾、防露和自清洁玻璃。这种工艺在汽车玻璃上有很好的应用。
4、镀膜技术在平板显示器中的应用
所有各类平板显示器都要用到各种类型的薄膜，而且几乎所有类型的平板显示器件都需要使用ITO膜，以满足透明电器的要求。可以毫不夸张的说：没有薄膜技术就没有平板显示器件。
5、镀膜技术在太阳能利用方面的应用
当需要有效地利用太阳热能时，就要考虑采用对太阳光线吸收较多、而对热辐射等所引起的损耗较小的吸收面。太阳光谱的峰值大约在波长为2-20µm之间的红外波段。由于太阳辐射与热辐射光谱在波段上有差异，因此，为了有效的利用太阳热能，就必须考虑采用具有波长选择特性的吸收面。理想的选择吸收面是太阳辐射光谱的波段（可见光波段）吸收率（α）为1，在热辐射波段（红外波段）辐射率（ε）为0。
6、 镀膜技术在防伪技术中的应用
防伪膜种类很多，从使用方法可分为反射式和透射式；从膜系附着方式可以分为直接镀膜式、间接镀膜式或间接镀膜剪贴式。
7、镀膜技术在飞机防护涂层方面的应用
飞机的钛合金紧固件，原来采用电镀方法镀镉。但在镀镉中含有氢，所以在飞行过程中，受到大气、海水的腐蚀，镀层上容易产生“镉脆”，甚至引起“空难”。1964年，采用离子镀方法在钛合金紧固件上镀铝，解决了飞机零件的“镉脆”问题。在离子镀技术中，由于给工件施加负偏压，可以形成“伪扩散层”、细化膜层组织，因此可以显著提高膜层的耐腐蚀性能。
8、 镀膜技术在光学仪器中的应用
人们熟悉的光学仪器有望远镜、显微镜、照相机、测距仪，以及日常生活用品中的镜子、眼镜、放大镜等，它们都离不开镀膜技术，镀制的薄膜有反射膜、增透膜和吸收膜等几种。
9、 镀膜技术在信息存储领域中的应用
薄膜材料作为信息记录于存储介质，有其得天独厚的优势：由于薄膜很薄可以忽略涡流损耗；磁化反转极为迅速；与膜面平行的双稳态状态容易保持等。
为了更精密地记录与存储信息，必然要采用镀膜技术。
10、镀膜技术在传感器方面的应用
在传感器中，多采用那些电气性质相对于物理量、化学量及其变化来说，极为敏感的半导体材料。此外，其中大多数利用的是半导体的表面、界面的性质，需要尽量增大其面积，且能工业化、低价格制作、因此采用薄膜的情况很多。
11、镀膜技术在集成电路制造中的应用
晶体管路中的保护层（SiO2、Si3N4）、电极管线（多晶硅、铝、铜及其合金）等多是采用CVD技术、PVCD技术、真空蒸发金属技术、磁控溅射技术和射频溅射技术。可见气相沉积术制备集成电路的核心技术之一。

C. 钛合金的优缺点是什么

一、优点

1、强度高，钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。

2、热强度高，使用温度比铝合金高几网络，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。

3、抗蚀性好，钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。

4、低温性能好，钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7，在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。

5、化学活性大，钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。

6、导热弹性小，钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。

二、缺点

1、钛及钛合金主要限制是在高温与其它材料的化学反应性差。此性质迫使钛合金与一般传统的精炼、熔融和铸造技术不同，甚至经常造成模具的损坏。

2、钛合金的价格变的十分昂贵。因此它们刚开始大多用在飞机结构、航空器，以及用在石油和化学工业等高科技工业。

D. 钛合金有什么优良性能

以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。

研究范围：
钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛合金、β型钛合金和α＋β型钛合金。研究范围还包括钛合金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合金的军用和民用等。

应用：
钛合金是一种新型结构材料，它具有优异的综合性能，如密度小（~4.5g cm-3），比强度和比断裂韧性高，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好，抗蚀性能优异，某些钛合金的最高工作温度为550ºC，预期可达700ºC。因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用，发展迅猛。轻合金、钢等的（σ0.2/密度）与温度的关系，钛合金的比强高于其他轻金属、钢和镍合金，并且这一优势可以保持到500ºC左右，因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件。钛产量中约80%用于航空和宇航工业。例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中，钛合金约占21%，主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。F-15战斗机的机体结构材料，钛合金用量达7000kg ，约占结构重量的34%。波音757客机的结构件，钛合金约占5%，用量达3640 kg。麦克唐纳 道格拉斯（Mc-Donnell-Dounlas）公司生产的DC10飞机，钛合金用量达5500kg，占结构重量的10%以上。在化学和一般工程领域的钛用量：美国约占其产量的15%，欧洲约占40%。由于钛及其合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织相容性，使它用于制作假体装置等生物材料。

特点：
钛金属的密度较小，为4.5g/cm3，仅为铁的60%，通常与铝、镁等被称为轻金属，其相应的钛合金、铝合金、镁合金则称为轻合金。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对钛合金材料进行研究开发，并且得到了实际应用。 钛是二十世纪五十年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、易焊接等特点而被广泛用于各个领域，尤其是强度高、易焊接性能有利于高尔夫杆头的制造。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al（铝）-4V（矾）合金。Ti-6Al-4V合金在耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性方面均达到较好水平。Ti-6Al-4V合金使用量已占全部钛合金的75~85%。许多其它合金可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。 目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有二十至三十种，例如，有Ti-6Al-4V</SPAN>、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、Ti-811、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1100、BT9、BT20、IMI829、IMI834等；用于球杆制造的有10-2-3,SP700,15-3-3-3（通常所说的β钛）,22-4,DAT51。
钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1或3）四类。下表列出了四类典型钛合金及特点。
类别

典型合金

特点
α

Ti-5Al-2.5Sn
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo

强韧性一般，焊接性能好
抗氧化强，蠕变强度较高
较少应用在高尔夫球刊刊头制造上

α+β

Ti-6Al-4V
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo

强韧性中上，可热化处理强，可焊
疲劳性能好，多应用于铸造刊头
如铁杆、球道木等
β

Ti-13V-11Cr-3Al
Sp700
Ti-15va-3Cr-3Al-3Ni

强度高，热处理强化能力强
可锻性及冷成型性能好
可适用多种焊接方式
TixAl

Ti3Al(α2)及TiAl(Y0

使用温度渴望达到900度，但室温塑韧性差

E. tc4钛合金怎样热处理提高其硬度

您好！钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(a+b)型钛合金，具有良好的综合力学机械性能。

比强度大。 TC4的强度sb=1,012MPa，密度g=4.4×103，比强度sb/g=23.5，而合金钢的比强度sb/g小于18。

钛合金热导率低。 钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10，TC4的热导率l=7.955W/m·K。

钛合金的弹性模量较低。 TC4的弹性模量E=110GPa，约为钢的1/2，故钛合金加工时容易产生变形。
TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)钛合金，采用两种注入方案进行表面改性，试验表明，钛合金经离子注入后，提高了显微硬度，显著地降低了滑动摩擦系数，有效地提高了耐磨性.为探明其改性机理，对注入与未注入样品进行了X射线光电子能谱(XPS)分析，获得满意的结果.

1 试件制备及注入条件

1.1 试件制备
选航空用的TC4、TA7钛合金，试件制成圆盘状，尺寸为?40×5mm，所有试件表面均抛光至镜面.
1.2 离子注入条件
两种钛合金都分别采用两种注入方案：
① 在TC4及TA7钛合金试件上溅射镀Ti，Ti膜总厚度为540nm(5400A).在镀Ti膜过程中，同时用(N+ +N+2)进行动态反冲注入，束流能量为50keV，束流密度为45μA／cm2，剂量为7×1017／cm2，靶室真空度为1.33×10-2Pa；
② 在①的基础上，再注入C+，束流能量为40keV，剂量为3×1017／cm2.

2 硬度测量

用HXD-1000数字式显微硬度计测量了注入与未注入试件的显微硬度，测量载荷为4.9×10-2N，测量结果列于表1.

表1 显微硬度测量结果

材料 表面状态 显微硬度/MPa 硬度提高倍数
未注入 2690 0
TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38
注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28
未注入 3133 0
TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36
注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30

从表1看出，离子注入后，试件的显微硬度都有不同程度的提高，其中TC4钛合金注入(N+ +N+2)混合束后硬度约提高1.4倍。谢谢阅读！

F. 怎么提高TC4的硬度

钛合金经离子注入后，提高了显微硬度，显著地降低了滑动摩擦系数，有效地提高了耐磨性.
钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(a+b)型钛合金，具有良好的综合力学机械性能。 比强度大。 TC4的强度sb=1,012MPa，密度g=4.4×103，比强度sb/g=23.5，而合金钢的比强度sb/g小于18。 钛合金热导率低。 钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10，TC4的热导率l=7.955W/m·K。 钛合金的弹性模量较低。 TC4的弹性模量E=110GPa，约为钢的1/2，故钛合金加工时容易产生变形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)钛合金。
选航空用的TC4、TA7钛合金，试件制成圆盘状，尺寸为 40×5mm，所有试件表面均抛光至镜面. 1.2 离子注入条件 两种钛合金都分别采用两种注入方案：
① 在TC4及TA7钛合金试件上溅射镀Ti，Ti膜总厚度为540nm(5400A).在镀Ti膜过程中，同时用(N+ +N+2)进行动态反冲注入，束流能量为50keV，束流密度为45μA／cm2，剂量为7×1017／cm2，靶室真空度为1.33×10-2Pa；
② 在①的基础上，再注入C+，束流能量为40keV，剂量为3×1017／cm2. 2 硬度测量 用HXD-1000数字式显微硬度计测量了注入与未注入试件的显微硬度，测量载荷为4.9×10-2N，测量结果列于表1. 表1 显微硬度测量结果 材料 表面状态 显微硬度/MPa 硬度提高倍数 未注入 2690 0 TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38 注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28 未注入 3133 0 TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36 注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30 从表1看出，离子注入后，试件的显微硬度都有不同程度的提高，其中TC4钛合金注入(N+ +N+2)混合束后硬度约提高1.4倍.

G. 钛合金焊后如何去应力

将工件加热至较低温度，保温一定时间后冷却，使工件发生回复，从而消除残余内应力的工艺称为去应力退火。 冷形变后的金属在低于再结晶温度加热，以去除内应力，但仍保留冷作硬化效果的热处理，称为去应力退火。

H. 如何提高钛合金表面硬度

表面氮化或是喷丸

I. 怎样提高钛合金阳极氧化涂层的结合力

铝阳极氧化是将金属置于电解液中作为阳极，使金属表面形成几十至几百微米的氧化膜的过程，这层氧化膜的形成使金属具有防蚀，耐磨的性能.现以典型而常见的铝及合金的阳极氧化为例来说明其原理。

铝及铝合金工件在经过表面除油等预处理工艺后，作为阳极，别的铝板作为阴极，用稀硫酸（或铬酸）溶液作电解液.通电后，阳极反应是OH- 放电析出氧，它很快与阳极上的铝作用生成氧化物，并放出大量热，即阳极氧化过程中的氧化膜，在靠近电解液的一边由此Al2O3和从Al203·H20所组成，硬度比较低.由于膜不均匀以及酸性电解液对膜的溶解作用，形成了松孔，即生成多孔层.电解液通过松孔到达铝表面，使铝基体上的氧化膜连续不断地生长。

阳极氧化所得的氧化膜与金属晶体结合牢固，因而大大提高了金属及其合金的耐腐蚀能力，并可提高表面的电阻而增强绝缘性能.经过氧化的铝导线可做电机轴变压器的绕组线圈.此外，由于金属铝氧化膜具有多孔性，吸附性能强，因而可染上各种鲜艳的色彩，对铝制品进行装饰.对于不需要染色的表面孔隙，则要进行封闭处理，使孔隙缩小，提高氧化膜抗腐蚀性能，防止腐蚀性介质进入孔中引起腐蚀。

J. 钛及钛合金表面处理技术和应用

在钛合金表面镀Ni、Ni-Cr 合金、Ni-P 合金能提高其耐磨性。在钛合金上直接电镀的主要困难在于镀层和基体的结合力差。为了得到一种结合力良好的镀层，常用的电镀工艺流程为: 除油→清洗→浸蚀→清洗→镀前处理→清洗→电镀→热处理。为此，国内外对电镀、化学镀的研究主要集中在镀前处理( 如浸蚀) 和镀后热处理。刘毅等对钛合金化学酸洗工艺流程进行了研究，介绍了熔融盐工序及酸洗工序过程，并对酸洗工艺条件和常见缺陷提出了解决办法。Wallace采用了一种含HF 和甲酰胺或二甲替酰胺的溶液进行前处理活化，在钛基表面获得一层令人满意的TiH2膜。经过活化膜处理的钛合金表面直接进行化学沉积或电沉积，均能得到结合力良好的镀覆层。张柯采用一种浸锌活化工艺。该法是在去除氧化膜之后形成新的氧化膜之前沉积上浸锌层，浸锌层既能阻挡基体被氧化又充当镀层的过渡层，还起到活化的作用。Brunelli 等人研究了Ti-6Al-4V 合金镀Ni 后热处理对镀层结合力的影响，结果表明800℃ 处理40h 后表面σ 达900HV，硬化层δ 大于300μm。范洪富等对钛基化学镀Ni-P 合金镀层热处理，250℃处理1h 后镀层耐腐蚀性能优于耐磨性能;400℃处理1h 后耐磨性优于耐腐蚀性。