鈦合金如何提高結合力

A. tc4鈦合金韌性如何

Ti-6Al-4V（TC4）屬於國標鈦合金，執行標准「GB/T 2965-2007」

Ti-6Al-4V（TC4）在常規狀態下硬度在30HRC左右。

Ti-6Al-4V（TC4）兼有α及β兩類鈦合金的優點，即塑性好、熱強性好（可400℃在長期工作）、抗海水腐蝕能力很強，生產工藝簡單，可以焊接、冷熱成型，並可通過淬火和時效處理進行強化。主要應用於飛機壓氣機盤和葉片、艦艇耐壓殼體、大尺寸鍛件、模鍛件等。

Ti-6Al-4V（TC4）還具有良好的低溫工作性能。在-196℃以下仍然具有良好韌性，用於製造低溫高壓容器，如火箭及導彈的液氫燃料箱等。

Ti-6Al-4V（TC4）化學成分如下圖：

TC4鈦合金力學性能：

規定殘余伸長應力σr0.2/MPa≥825,

伸長率δ5(%)≥10,

B. 怎樣提高鍍膜結合力

你了解下真空鍍膜的應用就知道哪些需要的了：
1、鍍膜技術在裝飾品方面的應用
隨著經濟的發展和生活水平的提高，人們喜歡將手錶殼、表帶、服飾、燈飾、眼鏡架、室內外裝飾件、五金箱包、手機殼、手機視屏、衛生潔具、食品包裝等裝飾品精飾得五彩繽紛。
2、鍍膜技術在刀具、模具等金屬切削加工工具方面的應用
在生活中我們會看到金黃色的、鈷銅色的、黑色的等七雜八色的鑽頭、銑刀、模具等，這些就是經過鍍膜技術加工後的塗層工具。
（1）金黃色的是在刀具上塗鍍了TiN、ZrN 塗層。TiN是第一代應用廣泛的硬質層材料。
（2）黑色的是在切削工具上塗了TiC、CrN塗層。
（3）鈷銅色的是在刀具上鍍塗了TiALN塗層。
3、鍍膜技術在建築玻璃和汽車玻璃上的應用
建築玻璃有透光和隔熱兩個基本功能。普通玻璃能透過絕大部分太陽光輻射能量，這對採光和吸收太陽光線的能量十分有利。而對於空間紅外輻射，普通玻璃雖能阻止室內的熱量直接透過室外，但熱量被玻璃吸收後的二次散熱也會造成很大的損失。隨著經濟的發展，普通玻璃已越來越不能滿足人們的要求。而陽光控制膜和低輻射膜正好能彌補了普通玻璃在這一方面的不足。陽光控制膜可以滿足低緯度地區降低室內溫度的要求；而低輻射膜則能滿足高緯度地區充分接受太陽輻射能量和最大限度阻止室內熱量外流的要求。
在玻璃上，鍍塗一層TiO2就能使其變成防霧、防露和自清潔玻璃。這種工藝在汽車玻璃上有很好的應用。
4、鍍膜技術在平板顯示器中的應用
所有各類平板顯示器都要用到各種類型的薄膜，而且幾乎所有類型的平板顯示器件都需要使用ITO膜，以滿足透明電器的要求。可以毫不誇張的說：沒有薄膜技術就沒有平板顯示器件。
5、鍍膜技術在太陽能利用方面的應用
當需要有效地利用太陽熱能時，就要考慮採用對太陽光線吸收較多、而對熱輻射等所引起的損耗較小的吸收面。太陽光譜的峰值大約在波長為2-20µm之間的紅外波段。由於太陽輻射與熱輻射光譜在波段上有差異，因此，為了有效的利用太陽熱能，就必須考慮採用具有波長選擇特性的吸收面。理想的選擇吸收面是太陽輻射光譜的波段（可見光波段）吸收率（α）為1，在熱輻射波段（紅外波段）輻射率（ε）為0。
6、 鍍膜技術在防偽技術中的應用
防偽膜種類很多，從使用方法可分為反射式和透射式；從膜系附著方式可以分為直接鍍膜式、間接鍍膜式或間接鍍膜剪貼式。
7、鍍膜技術在飛機防護塗層方面的應用
飛機的鈦合金緊固件，原來採用電鍍方法鍍鎘。但在鍍鎘中含有氫，所以在飛行過程中，受到大氣、海水的腐蝕，鍍層上容易產生「鎘脆」，甚至引起「空難」。1964年，採用離子鍍方法在鈦合金緊固件上鍍鋁，解決了飛機零件的「鎘脆」問題。在離子鍍技術中，由於給工件施加負偏壓，可以形成「偽擴散層」、細化膜層組織，因此可以顯著提高膜層的耐腐蝕性能。
8、 鍍膜技術在光學儀器中的應用
人們熟悉的光學儀器有望遠鏡、顯微鏡、照相機、測距儀，以及日常生活用品中的鏡子、眼鏡、放大鏡等，它們都離不開鍍膜技術，鍍制的薄膜有反射膜、增透膜和吸收膜等幾種。
9、 鍍膜技術在信息存儲領域中的應用
薄膜材料作為信息記錄於存儲介質，有其得天獨厚的優勢：由於薄膜很薄可以忽略渦流損耗；磁化反轉極為迅速；與膜面平行的雙穩態狀態容易保持等。
為了更精密地記錄與存儲信息，必然要採用鍍膜技術。
10、鍍膜技術在感測器方面的應用
在感測器中，多採用那些電氣性質相對於物理量、化學量及其變化來說，極為敏感的半導體材料。此外，其中大多數利用的是半導體的表面、界面的性質，需要盡量增大其面積，且能工業化、低價格製作、因此採用薄膜的情況很多。
11、鍍膜技術在集成電路製造中的應用
晶體管路中的保護層（SiO2、Si3N4）、電極管線（多晶硅、鋁、銅及其合金）等多是採用CVD技術、PVCD技術、真空蒸發金屬技術、磁控濺射技術和射頻濺射技術。可見氣相沉積術制備集成電路的核心技術之一。

C. 鈦合金的優缺點是什麼

一、優點

1、強度高，鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，僅為鋼的60%，純鈦的密度才接近普通鋼的密度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。

2、熱強度高，使用溫度比鋁合金高幾網路，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。

3、抗蝕性好，鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，其抗蝕性遠優於不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對鹼、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

4、低溫性能好，鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。

5、化學活性大，鈦的化學活性大，與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。

6、導熱彈性小，鈦的導熱系數λ=15.24W/（m.K）約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。

二、缺點

1、鈦及鈦合金主要限制是在高溫與其它材料的化學反應性差。此性質迫使鈦合金與一般傳統的精煉、熔融和鑄造技術不同，甚至經常造成模具的損壞。

2、鈦合金的價格變的十分昂貴。因此它們剛開始大多用在飛機結構、航空器，以及用在石油和化學工業等高科技工業。

D. 鈦合金有什麼優良性能

以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為理想的航天工程結構材料。

研究范圍：
鈦合金可分為結構鈦合金和耐熱鈦合金,或α型鈦合金、β型鈦合金和α＋β型鈦合金。研究范圍還包括鈦合金的成形技術、粉末冶金技術、快速凝固技術、鈦合金的軍用和民用等。

應用：
鈦合金是一種新型結構材料，它具有優異的綜合性能，如密度小（~4.5g cm-3），比強度和比斷裂韌性高，疲勞強度和抗裂紋擴展能力好，低溫韌性良好，抗蝕性能優異，某些鈦合金的最高工作溫度為550ºC，預期可達700ºC。因此它在航空、航天、化工、造船等工業部門獲得日益廣泛的應用，發展迅猛。輕合金、鋼等的（σ0.2/密度）與溫度的關系，鈦合金的比強高於其他輕金屬、鋼和鎳合金，並且這一優勢可以保持到500ºC左右，因此某些鈦合金適於製造燃氣輪機部件。鈦產量中約80%用於航空和宇航工業。例如美國的B-1轟炸機的機體結構材料中，鈦合金約佔21%，主要用於製造機身、機翼、蒙皮和承力構件。F-15戰斗機的機體結構材料，鈦合金用量達7000kg ，約占結構重量的34%。波音757客機的結構件，鈦合金約佔5%，用量達3640 kg。麥克唐納 道格拉斯（Mc-Donnell-Dounlas）公司生產的DC10飛機，鈦合金用量達5500kg，占結構重量的10%以上。在化學和一般工程領域的鈦用量：美國約占其產量的15%，歐洲約佔40%。由於鈦及其合金的優異抗蝕性能，良好的力學性能，以及合格的組織相容性，使它用於製作假體裝置等生物材料。

特點：
鈦金屬的密度較小，為4.5g/cm3，僅為鐵的60%，通常與鋁、鎂等被稱為輕金屬，其相應的鈦合金、鋁合金、鎂合金則稱為輕合金。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對鈦合金材料進行研究開發，並且得到了實際應用。 鈦是二十世紀五十年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高、易焊接等特點而被廣泛用於各個領域，尤其是強度高、易焊接性能有利於高爾夫桿頭的製造。
第一個實用的鈦合金是1954年美國研製成功的Ti-6Al（鋁）-4V（礬）合金。Ti-6Al-4V合金在耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性方面均達到較好水平。Ti-6Al-4V合金使用量已佔全部鈦合金的75~85%。許多其它合金可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。 目前，世界上已研製出的鈦合金有數百種，最著名的合金有二十至三十種，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；用於球桿製造的有10-2-3,SP700,15-3-3-3（通常所說的β鈦）,22-4,DAT51。
鈦合金可以分為α、α+β、β型合金及鈦鋁金屬間化合物（TixAl，此處x=1或3）四類。下表列出了四類典型鈦合金及特點。
類別

典型合金

特點
α

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

強韌性一般，焊接性能好
抗氧化強，蠕變強度較高
較少應用在高爾夫球刊刊頭製造上

α+β

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

強韌性中上，可熱化處理強，可焊
疲勞性能好，多應用於鑄造刊頭
如鐵桿、球道木等
β

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

強度高，熱處理強化能力強
可鍛性及冷成型性能好
可適用多種焊接方式
TixAl

Ti3Al(α2)及TiAl(Y0

使用溫度渴望達到900度，但室溫塑韌性差

E. tc4鈦合金怎樣熱處理提高其硬度

您好！鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V，屬於(a+b)型鈦合金，具有良好的綜合力學機械性能。

比強度大。 TC4的強度sb=1,012MPa，密度g=4.4×103，比強度sb/g=23.5，而合金鋼的比強度sb/g小於18。

鈦合金熱導率低。 鈦合金的熱導率為鐵的1/5、鋁的1/10，TC4的熱導率l=7.955W/m·K。

鈦合金的彈性模量較低。 TC4的彈性模量E=110GPa，約為鋼的1/2，故鈦合金加工時容易產生變形。
TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金，採用兩種注入方案進行表面改性，試驗表明，鈦合金經離子注入後，提高了顯微硬度，顯著地降低了滑動摩擦系數，有效地提高了耐磨性.為探明其改性機理，對注入與未注入樣品進行了X射線光電子能譜(XPS)分析，獲得滿意的結果.

1 試件制備及注入條件

1.1 試件制備
選航空用的TC4、TA7鈦合金，試件製成圓盤狀，尺寸為?40×5mm，所有試件表面均拋光至鏡面.
1.2 離子注入條件
兩種鈦合金都分別採用兩種注入方案：
① 在TC4及TA7鈦合金試件上濺射鍍Ti，Ti膜總厚度為540nm(5400A).在鍍Ti膜過程中，同時用(N+ +N+2)進行動態反沖注入，束流能量為50keV，束流密度為45μA／cm2，劑量為7×1017／cm2，靶室真空度為1.33×10-2Pa；
② 在①的基礎上，再注入C+，束流能量為40keV，劑量為3×1017／cm2.

2 硬度測量

用HXD-1000數字式顯微硬度計測量了注入與未注入試件的顯微硬度，測量載荷為4.9×10-2N，測量結果列於表1.

表1 顯微硬度測量結果

材料 表面狀態 顯微硬度/MPa 硬度提高倍數
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

從表1看出，離子注入後，試件的顯微硬度都有不同程度的提高，其中TC4鈦合金注入(N+ +N+2)混合束後硬度約提高1.4倍。謝謝閱讀！

F. 怎麼提高TC4的硬度

鈦合金經離子注入後，提高了顯微硬度，顯著地降低了滑動摩擦系數，有效地提高了耐磨性.
鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V，屬於(a+b)型鈦合金，具有良好的綜合力學機械性能。 比強度大。 TC4的強度sb=1,012MPa，密度g=4.4×103，比強度sb/g=23.5，而合金鋼的比強度sb/g小於18。 鈦合金熱導率低。 鈦合金的熱導率為鐵的1/5、鋁的1/10，TC4的熱導率l=7.955W/m·K。 鈦合金的彈性模量較低。 TC4的彈性模量E=110GPa，約為鋼的1/2，故鈦合金加工時容易產生變形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金。
選航空用的TC4、TA7鈦合金，試件製成圓盤狀，尺寸為 40×5mm，所有試件表面均拋光至鏡面. 1.2 離子注入條件 兩種鈦合金都分別採用兩種注入方案：
① 在TC4及TA7鈦合金試件上濺射鍍Ti，Ti膜總厚度為540nm(5400A).在鍍Ti膜過程中，同時用(N+ +N+2)進行動態反沖注入，束流能量為50keV，束流密度為45μA／cm2，劑量為7×1017／cm2，靶室真空度為1.33×10-2Pa；
② 在①的基礎上，再注入C+，束流能量為40keV，劑量為3×1017／cm2. 2 硬度測量 用HXD-1000數字式顯微硬度計測量了注入與未注入試件的顯微硬度，測量載荷為4.9×10-2N，測量結果列於表1. 表1 顯微硬度測量結果 材料 表面狀態 顯微硬度/MPa 硬度提高倍數 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 從表1看出，離子注入後，試件的顯微硬度都有不同程度的提高，其中TC4鈦合金注入(N+ +N+2)混合束後硬度約提高1.4倍.

G. 鈦合金焊後如何去應力

將工件加熱至較低溫度，保溫一定時間後冷卻，使工件發生回復，從而消除殘余內應力的工藝稱為去應力退火。 冷形變後的金屬在低於再結晶溫度加熱，以去除內應力，但仍保留冷作硬化效果的熱處理，稱為去應力退火。

H. 如何提高鈦合金錶面硬度

表面氮化或是噴丸

I. 怎樣提高鈦合金陽極氧化塗層的結合力

鋁陽極氧化是將金屬置於電解液中作為陽極，使金屬表面形成幾十至幾百微米的氧化膜的過程，這層氧化膜的形成使金屬具有防蝕，耐磨的性能.現以典型而常見的鋁及合金的陽極氧化為例來說明其原理。

鋁及鋁合金工件在經過表面除油等預處理工藝後，作為陽極，別的鋁板作為陰極，用稀硫酸（或鉻酸）溶液作電解液.通電後，陽極反應是OH- 放電析出氧，它很快與陽極上的鋁作用生成氧化物，並放出大量熱，即陽極氧化過程中的氧化膜，在靠近電解液的一邊由此Al2O3和從Al203·H20所組成，硬度比較低.由於膜不均勻以及酸性電解液對膜的溶解作用，形成了松孔，即生成多孔層.電解液通過松孔到達鋁表面，使鋁基體上的氧化膜連續不斷地生長。

陽極氧化所得的氧化膜與金屬晶體結合牢固，因而大大提高了金屬及其合金的耐腐蝕能力，並可提高表面的電阻而增強絕緣性能.經過氧化的鋁導線可做電機軸變壓器的繞組線圈.此外，由於金屬鋁氧化膜具有多孔性，吸附性能強，因而可染上各種鮮艷的色彩，對鋁製品進行裝飾.對於不需要染色的表面孔隙，則要進行封閉處理，使孔隙縮小，提高氧化膜抗腐蝕性能，防止腐蝕性介質進入孔中引起腐蝕。

J. 鈦及鈦合金錶面處理技術和應用

在鈦合金錶面鍍Ni、Ni-Cr 合金、Ni-P 合金能提高其耐磨性。在鈦合金上直接電鍍的主要困難在於鍍層和基體的結合力差。為了得到一種結合力良好的鍍層，常用的電鍍工藝流程為: 除油→清洗→浸蝕→清洗→鍍前處理→清洗→電鍍→熱處理。為此，國內外對電鍍、化學鍍的研究主要集中在鍍前處理( 如浸蝕) 和鍍後熱處理。劉毅等對鈦合金化學酸洗工藝流程進行了研究，介紹了熔融鹽工序及酸洗工序過程，並對酸洗工藝條件和常見缺陷提出了解決辦法。Wallace採用了一種含HF 和甲醯胺或二甲替醯胺的溶液進行前處理活化，在鈦基表面獲得一層令人滿意的TiH2膜。經過活化膜處理的鈦合金錶面直接進行化學沉積或電沉積，均能得到結合力良好的鍍覆層。張柯採用一種浸鋅活化工藝。該法是在去除氧化膜之後形成新的氧化膜之前沉積上浸鋅層，浸鋅層既能阻擋基體被氧化又充當鍍層的過渡層，還起到活化的作用。Brunelli 等人研究了Ti-6Al-4V 合金鍍Ni 後熱處理對鍍層結合力的影響，結果表明800℃ 處理40h 後表面σ 達900HV，硬化層δ 大於300μm。范洪富等對鈦基化學鍍Ni-P 合金鍍層熱處理，250℃處理1h 後鍍層耐腐蝕性能優於耐磨性能;400℃處理1h 後耐磨性優於耐腐蝕性。