如何區分鈦合金和鋼鐵

『壹』 如何鑒別鈦合金

朋友,全介紹給你了,很多的:

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（~4.5gcm-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550�0�2C，預期可達700�0�2C。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500�0�2C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

鈦的發展史

1791年英國牧師W．格雷戈爾(Gregor)在黑磁鐵礦中發現了一種新的金屬元素。1795年德國化學家M．H．克拉普魯斯(Klaproth)在研究金紅石時也發現了該元素，並以希臘神Titans命名之。1910年美國科學家M．A．亨特(Hunter)首次用鈉還原TiCI：製取了純鈦。1940年盧森堡科學家W．J．克勞爾(kroll)用鎂還原TiCl：製得了純鈦。從此，鎂還原法(又稱為克勞爾法)和鈉還原法(又稱為亨特法)成為生產海綿鈦的工業方法。美國在1948年用鎂還原法制出2t海綿鈦，從此達到了工業生產規模。隨後，英國、日/本、前蘇聯和中國也相繼進入工業化生產，其中主要的產鈦大國為前蘇聯、日/本和美國。
鈦是一種新金屬，由於它具有一系列優異特性，被廣泛用於航空、航天、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和日常生活器具等工業生產中，它被譽為現代金屬。金屬鈦生產從1948年至今才有半個世紀的歷史，它是伴隨著航空和航天工業而發展起來的新興工業。它的發展經受了數次大起大落，這是因為鈦與飛機製造業有關的緣故。但總的說來，鈦發展的速度是很快的，它超過了任何一種其他有色金屬的發展速度。這從全世界海綿鈦工業發展情況可以看出：海綿鈦生產規模60年代為60kt/a，70年代為1lOkt/a，80年代為130kt/a，到1992年已達140kt/a。實際產量1990年達到歷史最高水平，為105kt/a。目前，世界海綿鈦生產廠家和生產能力列於表1—1。
進入90年代後，由於軍用鈦量減少和俄羅斯等一些國家拋售庫存海綿鈦，使前幾年市場疲軟。1995年鈦的市場開始回升，主要由於B777等民用飛機和高爾夫球桿等民用鈦量大幅度增加， 1996年鈦的需求量達到一個新的高點。專家預測今後幾年內鈦的 需求量將繼續較大幅度增長。目前妨礙鈦應用的主要原因是價格貴。可以預料，隨著科學技術的進步和鈦生產工藝的不斷完善、 擴大企業的生產能力和提高管理水平、進一步降低鈦製品的成本， 必然會開拓出更廣泛的鈦市場。

鈦的基本性質

原子結構
鈦位於元素周期表中ⅣB族，原子序數為22，原子核由22個質子和20-32個中子組成，核外電子結構排列為1S22S22P63S23D24S2。原子核半徑5x10-13厘米。
物理性質
鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔點1668±4℃，熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子，沸點3260±20℃，汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子，臨界溫度4350℃，臨界壓力1130大氣壓。鈦的導熱性和導電性能較差，近似或略低於不銹鋼，鈦具有超導性，純鈦的超導臨界溫度為 0.38-0.4K。在25℃時，鈦的熱容為0.126卡/克原子·度，熱焓1149卡/克原子，熵為7.33卡/克原子·度，金屬鈦是順磁性物質，導磁率為1.00004。
鈦具有可塑性，高純鈦的延伸率可達50-60%，斷面收縮率可達70-80%，但強度低，不宜作結構材料。鈦中雜質的存在，對其機械性能影響極大，特別是間隙雜質（氧、氮、碳）可大大提高鈦的強度，顯著降低其塑性。鈦作為結構材料所具有的良好機械性能，就是通過嚴格控制其中適當的雜質含量和添加合金元素而達到的。
化學性質
鈦在較高的溫度下，可與許多元素和化合物發生反應。各種元素，按其與鈦發生不同反應可分為四類：
第一類：鹵素和氧族元素與鈦生成共價鍵與離子鍵化合物；
第二類：過渡元素、氫、鈹、硼族、碳族和氮族元素與鈦生成金屬間化物和有限固溶體；
第三類：鋯、鉿、釩族、鉻族、鈧元素與鈦生成無限固溶體；
第四類：惰性氣體、鹼金屬、鹼土金屬、稀土元素（除鈧外），錒、釷等不與鈦發生反應或 基本上不發生反應。

與化合物的反應：

◇ HF和氟化物

氟化氫氣體在加熱時與鈦發生反應生成TiF4， 反應式為（1）；不含水的氟化氫液體可在鈦表面上生成一層緻密的四氟化鈦膜，可防止HF浸入鈦的內部。氫氟酸是鈦的最強熔劑。即使是濃度為1%的氫氟酸，也能與鈦發生激烈反應，見式（2）；無水的氟化物及其水溶液在低溫下不與鈦發生反應，僅在高溫下熔融的氟化物與鈦發生顯著反應。
Ti＋4HF＝TiF4＋2H2＋135.0千卡 （1）2Ti＋6HF＝2TiF4＋3H2 （2）

◇ HCl和氯化物

氯化氫氣體能腐蝕金屬鈦，乾燥的氯化氫在>300℃時與鈦反應生成TiCl4，見 式(3);濃度<5%的鹽酸 在室溫下不與鈦反應，20%的鹽酸在常溫下與鈦發生瓜在生成紫色的TiCl3，見式(4);當溫度長高時，即使稀鹽酸也會腐蝕鈦。各種無水的氯化物，如鎂、錳、鐵、鎳、銅、鋅、汞、錫、鈣、鈉、鋇和NH4離子及其水溶液，都不與鈦發生反應，鈦在這些氯化物中具有很好的穩定性。
Ti＋4HCl＝TiCl4＋2H2＋94.75千卡 (3)2Ti＋6HCl＝TiCl3＋3H2 (4)

◇ 硫酸和硫化氫

鈦與<5%的稀硫酸反應後在鈦表面上生成保護性氧化膜，可保護鈦不被稀酸 繼續腐蝕。但>5%的硫酸與鈦有明顯的反應，在常溫下，約40%的硫酸對鈦的腐蝕速度最快，當濃度大於40%，達到60%時腐蝕速度反而變慢，80%又達到最快。加熱的稀酸或50%的濃硫酸可與鈦反應生成硫酸鈦，見式（5）,（6），加熱的濃硫酸可被鈦還原，生成SO2，見式（7）。常溫下鈦與硫化氫反應，在其表面生成一層保護膜，可阻止硫化氫與鈦的進一步反應。但在高溫下，硫化氫與鈦反應析出氫，見式（8），粉末鈦在600℃開始與硫化氫反應生成鈦的硫化物，在900℃時反應產物主要為TiS，1200℃時為Ti2S3。
Ti＋H2SO4＝TiSO4＋H2 (5) 2Ti＋3H2SO4＝Ti2(SO4)3＋H2 (6)
2Ti＋6H2SO4＝Ti2(SO4)3＋3SO2＋6H2O＋202千卡 (7)Ti＋H2S＝TiS＋H2＋70千卡(8)

◇ 硝酸和王水 緻密的表面光滑的鈦對硝酸具有很好的穩定性，這是由於硝酸能快速在鈦表面生成一層牢固的氧化膜，但是表面粗糙，特別是海綿鈦或粉末鈦，可與次、熱稀硝酸發生反應，見式（9）、（10），高於70℃的濃硝酸也可與鈦發生反應，見式（11）；常溫下，鈦不與王水反應。溫度高時，鈦可與王水反應生成TiCl2。
3Ti＋4HNO3＋4H2O＝3H4TiO4＋4NO (9)3Ti＋4HNO3＋H2O＝3H2TiO3＋4NO (10)
Ti＋8HNO3＝Ti(NO3)4＋4NO2＋4H2O (11)

綜上所述，鈦的性質與溫度及其存在形態、純度有著極其密切的關系。緻密的金屬鈦在自然界中是相當穩定的，但是，粉末鈦在空氣中可引起自燃。鈦中雜質的存在，顯著的影響鈦的物理、化學性能、機械性能和耐腐蝕性能。特別是一些間隙雜質，它們可以使鈦晶格發生畸變，而影響鈦的的各種性能。常溫下鈦的化學活性很小，能與氫氟酸等少數幾種物質發生反應，但溫度增加時鈦的活性迅速增加，特別是在高溫下鈦可與許多物質發生劇烈反應。鈦的冶煉過程一般都在800℃以上的高溫下進行，因此必須在真空中或在惰性氣氛保護下操作。

『貳』 「鈦合金」和「不銹鋼」的區別是什麼

最簡單辦法，就是打磨下，就是蹭下，會發出火花的，發白光的是鈦合金，發紅光的是不銹鋼，再一個就是鈦合金韌性沒不銹鋼的好，鈦合金硬度強，不同意折彎，而不銹鋼很容易折彎的。

『叄』 如何用簡單方法鑒別不銹鋼和鈦合金

如何用簡單方法鑒別不銹鋼和鈦合金
1）鈦的密度4.5克/mm3 不銹鋼的密度7.8克/mm3 同等大小的鈦和不銹鋼所以他們的重量就差得很多,不銹鋼你要重很多.

『肆』 純鈦與鈦合金怎樣辨認

鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右，僅為鋼的60％，純鈦的強度才接近普通鋼的強度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料，純鈦在海水中具有高的抗腐蝕性能，但在無機酸中較差

『伍』 鈦合金和不銹鋼的區別

1、組成不同：

（1）鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體：882℃以下為密排六方結構α鈦，882℃以上為體心立方的β鈦。

（2）不銹鋼指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。

2、性能不同：

（1）鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。

（2）不銹鋼：焊接性；耐腐蝕性：絕大多數不銹鋼製品要求耐腐蝕性能好；拋光性能：當今社會不銹鋼製品在生產時一般都經過拋光這一工序，只有少數製品如熱水器、飲水機內膽等不需要拋光。

3、作用不同：

（1）鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。

（2）304不銹鋼廣泛用於幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途，但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中，則316不銹鋼。

(5)如何區分鈦合金和鋼鐵擴展閱讀

鈦合金的分類：

室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：α合金,(α+β)合金和β合金。

1、α鈦合金

它是α相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實際應用溫度下，均是α相，組織穩定，耐磨性高於純鈦，抗氧化能力強。

2、β鈦合金

它是β相固溶體組成的單相合金，未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效後合金得到進一步強化，室溫強度可達1372～1666 MPa。

3、α+β鈦合金

它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強化。

參考資料來源：網路-鈦合金

參考資料來源：網路-不銹鋼

『陸』 鈦與鈦合金的區別

鈦是單質，鈦合金是混合物。因此鈦合金具有更多樣的性質和更廣泛的用途。
鈦合金 概念定義： 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。
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。

『柒』 雙相鋼和鈦的區別

雙相鋼又稱復相鋼。由馬氏體、奧氏體或貝氏體與鐵素體基體兩相組織構成的鋼。鈦合金密度低,只有為4.5克/立方厘米,是鋼的60%左右。 雙相鋼設備，雙相鋼焊接可能會造成氫致裂紋，焊後一般會檢查焊縫硬度來判斷焊接的質量。

雙相鋼的焊接方法

電子束焊和等離子弧焊因線能量過高，會使焊縫金屬和HTHAZ晶粒粗大，韌性降低，一般不使用。而電渣焊、熔化極亞弧焊（GMAW，MIG）、埋弧焊（SAW）、在使用上也受到限制。

雙相不銹鋼常用的焊接方法有手工電弧焊（SMAW)和鎢極氬弧焊（GTAW)兩種。手工電弧焊適用於全方位的焊接，通用性和靈活性較好，是簡便易行、大量使用的方法。鎢極氬弧焊通常用於管接頭的根部焊道，或用於管道的自動焊接，也常用於薄板或管和管板接頭的焊接。

此方法能保證焊件有很好的力學性能，尤其是低溫韌性。但是，即使是自動焊，神經質熔敷效率也較低。

通常採用純Ar或98％Ar+2％N2作為保護氣體，在單面焊雙面成型焊接時，不論採用何種接頭形式，背面保護氣體（根氣）是必要的，通常採用純Ar或98％Ar+2％N2。習慣性採用多層焊，多道次和低熔敷率的焊接方法。

『捌』 鈦鐵和鈦合金的區別是什麼

鈦鐵就是「鈦」和「鐵」的合金，主要成分是「鈦」和「鐵」，少量其他成回分，比如碳答、磷等等，簡稱鈦鐵，鈦合金是以鈦為基加入其他合金元素組成的合金。也就是說主要成分中含有鈦元素，並且至少含有另一種其他主要成分。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。

『玖』 怎樣區分鋁合金和鈦合金

1、性能不同

鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用，使用量僅次於鋼。

鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。

2、顏色不同

鈦合金是銀白色的金屬，它具有許多優良性能。

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料

3、用法不同

鋁合金一般用於工業

鈦合金一般用於航天業火箭飛機的製造

鈦合金

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鋁合金焊接保護措施

1、焊前用化學+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物，順序是先化學清洗，後機械打磨；

2、焊接過程中要採用合格的保護氣體進行保護；

3、在氣焊時，採用熔劑，在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。

參考資料來源：

網路-鋁合金

『拾』 如何區別高溫鋼 不銹鋼 鈦合金

最簡單的方法就是先惦量一下重量，輕的就是鈦合金，鈦的顏色和鋁的顏內色一樣是銀白色的。重容的再用磁鐵吸一下，吸力強的就是高溫鋼，剩下的就是不銹鋼，有些不銹鋼也能被吸住，但吸的不太緊。另外不銹鋼的顏色也比高溫鋼淺，成淺灰色。