鈦合金為什麼加工硬化能力差

❶ 鈦和鈦合金為什麼被認為是21世紀的重要金屬材料

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用於各個領域。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發，並得到了實際應用。
鈦是一種新型金屬，
矽鈦合金耐磨地坪
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。99.5%工業純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔點為1725℃，導熱系數λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

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。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料，見表7-1，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

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。

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。

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。

化學活性大
鈦的化學活性大，與大氣中O、N、H
鈦合金製品
、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。含碳量大於0.2%時，會在鈦合金中形成硬質TiC；溫度較高時，與N作用也會形成TiN硬質表層；在600℃以上時，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達0.1～0.15 mm，硬化程度為20%～30%。鈦的化學親和性也大，易與摩擦表面產生粘附現象。

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%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜製作細長桿和薄壁件，切削時加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的2～3倍，造成刀具後刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。
鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差，生產工藝復雜。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要，使鈦工業以平均每年約 8%的增長速度發展。世界鈦合金加工材年產量已達4萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純鈦（TA1、TA2和TA3）。
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。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業中應用，用於製作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用於生產貯氫材料和形狀記憶合金等。
中國於1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的工業化生產並研製成TB2合金。
鈦合金是航空航天工業中使用的一種新的重要結構材料，比重、強度和使用溫度介於鋁和鋼之間，但比鋁、鋼強度高並具有優異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國首次在F-84戰斗轟炸機上用作後機身隔熱板、導風罩、機尾罩等非承力構件。60年代開始鈦合金的使用部位從後機身移向中機身、部分地代替結構鋼製造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構件。鈦合金在軍用飛機中的用量迅速增加，達到飛機結構重量的20%～25%。70年代起，民用機開始大量使用鈦合金，如波音747客機用鈦量達3640公斤以上。馬赫數大於 2.5的飛機用鈦主要是為了代替鋼，以減輕結構重量。又如，美國SR-71 高空高速偵察機(飛行馬赫數為3，飛行高度26212米)，鈦占飛機結構重量的93%，號稱「全鈦」飛機。當航空發動機的推重比從4～6提高到8～10，壓氣機出口溫度相應地從200～300°C增加到500～600°C時，原來用鋁製造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金，或用鈦合金代替不銹鋼製造高壓壓氣機盤和葉片，以減輕結構重量。70年代，鈦合金在航空發動機中的用量一般占結構總重量的20%～30%，主要用於製造壓氣機部件，如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。航天器主要利用鈦合金的高比強度，耐腐蝕和耐低溫性能來製造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和太空梭 也都使用鈦合金板材焊接件。

❷ 一個關於機械加工的問題，為什麼鈦合金難加工

鈦合金的難切削加工性，影響材料切削加工性的主要因素，一般引起難加工材料切削加工性差的原因主要有以下幾種可能因素：材料中含有硬度很高的質點；硬度或高溫硬度高；加工硬化大；導熱性差，切削溫度高；材料強度大，特別是高溫強度大；易與刀具粘接；化學活性大；被子加工材料可能由於上述一種或幾種因素的影響，造成其切削加工性差。

❸ 鈦合金的缺點

鈦合金的缺點：

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；結果，使的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。

不過由於太空科技的發達、人民生活質量的提升，所以鈦合金也漸漸地用來製成民生用品，造福人民的生活，只是這些產品價格仍然偏高，多屬於高價位的產品，這是鈦合金無法發揚光大的最大的致命傷。

(3)鈦合金為什麼加工硬化能力差擴展閱讀：

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。合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類：

1、穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。

2、穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素，又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等；後者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。

3、對相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。

氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規定鈦中氧和氮的含量分別在0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。

氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。

❹ 鈦合金為什麼難加工

原因如下：
1.
氣體雜質（氧、氮和氫等）對鈦合金的可切削性有很大影響，因為鈦的化學活潑性高，很容易與氣體雜質化合。當溫度超過600度，鈦被氧化，形成脆化層，即所謂「組織α化層」；與氫產生氫脆性；與氮在高溫下形成硬而脆的TiN。
2.
鈦合金塑性小，明顯影響其切削時的塑性變形。鈦合金的變形系數僅為1甚至小於1，而普通碳鋼的變形系數為3左右。切削時切屑與前刀面有極小的接觸面，使接觸區壓力和局部溫度高，刀具磨損快
3.
鈦合金加工時會產生嚴重的加工硬化。
4.
當C>0.2%，鈦合金會形成硬的碳化物，使刀具產生磨粒磨損，使切削性下降。
拓展資料：
鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀50～60年代，主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金。
70年代開發出一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。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。
參考資料：搜狗網路-鈦合金

❺ 軟態和硬態鎳鈦合金絲之間差了些什麼工序是拉拔還是熱處理

當然是熱處理了，材料經過冷拔後會產生所謂的加工硬化，也叫作形變強化，材料的強度硬度會提高，塑性韌性會下降，並產生內應力，如果經過冷拔後，經過熱處理的去應力退火，只消除應力，保持高硬度、高強度，這個就是所謂的硬態，如果經過熱處理的再結晶退火，則加工硬化消失強度硬度下降，恢復原來的材料本身特性，也就是說變軟了，這個就是所謂的軟態。

❻ 如何消除tc4鈦合金材料因冷軋引起的加工硬化現象

我推薦你使用CBN刀具，
1）對於鈦合金鈦合金具有高的強度?質量比，更好的強度、韌性、延展性．另外，鈦合金還具有較好抗氧化性與耐腐蝕性，並且在高溫下還能保持良好的強度．這些性能優點使得鈦合金在航空航天、汽車、化工和醫療器械等領域得到廣泛應用［1］．然而，鈦合金除了上述優點外，其難加工性是生產中較為棘手的難題．鈦合金的難加工性主要體現在以下幾點［2，3］：（1）熱導率低．鈦合金低的熱導率，使得加工過程產生大量的切削熱，且大部分殘留在刀具內，使刀具迅速磨損［4］，在極個別的情況下，切削熱甚至會引起火花；（2）加工硬化嚴重．在切削過程中，鈦合金零件表面會產生加工硬化現象，影響抗疲勞強度和零件幾何尺寸精度；（3）彈性模量低．在重載切削加工中，鈦合金的低彈性模量，會導致變形與振動；（4）化學活性高．鈦合金的化學活性很高，在高溫下，鈦具有與刀具材料發生化學反應的趨向，會加速刀具磨損［4］，縮短刀具壽命T．鈦合金的難加工性直接影響到它的加工效率．因此，通過選擇合理的刀具材料改善鈦合金的切削加工性能是提高鈦合金加工效率的有效途徑．在鈦合金的切削加工中，切削刀具材料多數選用硬質合金，但是由於壽命較短，使得切削速度常在50m?min以下．由於立方氮化硼（cubicboronnitride，CBN）刀具材料具有高的硬度、耐磨性，很高的熱穩定性，優良的化學穩定性，較好的導熱性及較低的摩擦因數，這些性能特點正是加工鈦合金刀具材料所應該具備的，研究人員和工程技術人員已開始嘗試用CBN刀具來切削鈦合金．Nabhani發現採用PCBN刀具切削鈦合金TA48時具有較低的磨損率，可獲得較好的加工表面質量［5］．Z．A．Zoya和R．Krishnamurthy研究了CBN刀具高速切削鈦合金時的切削加工性，證明鈦合金的切削加工性主要受切削熱的影響，刀—屑接觸面及刀—工接觸面摩擦熱的增加會導致刀具磨損加劇，CBN刀具的磨損原因取決於鈦合金與刀具材料的性能、切削介質等［6］．E．O．Ezugwu等人研究了不同CBN刀具在不同的冷卻液條件下切削鈦合金TC4時的切削加工性［7］．Bhaumik等人用CBN復合刀片切削鈦合金TC4，X射線分析表明刀具月牙窪區域存在鈦元素，粘結層也包含鈦的一些化合物，如硼化鈦、氮化鈦［8］．鈦合金TC4是工業上應用最多的一類鈦合金，針對PCBN刀具加工鈦合金TC4的切削加工性，分別在切削力、表面質量、刀具損壞形態和損壞機理以及刀具壽命等方面進行實驗研究和理論分析，為鈦合金加工提供合理的切削參數，
2）對於高溫合金的話，整體CBN刀具是最理想的刀具了，我們現在有很多事客戶都在用效果非常好，
個人資料有我的聯系方式，可以的話一個溝通

❼ 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。

❽ 為什麼鈦合金的強度高比鋼高而彈性模量卻比鋼低作為外壓容器材料有何影響

鈦合金的強度高比鋼高？ 怎麼可能。。你少看了一個『比』字，鈦合金的比強度比鋼高，就是強度與密度的比值

彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力，一般硬度，強度高的，彈性模量會高點

壓力容器肯定強度越高越好憋，但鈦合金輕啊 耐腐蝕啊，這自然是鋼不能比的

❾ 鈦合金的超精度切削工藝的難點有哪些

鈦合金以其比強度高、機械性能及抗蝕性良好而成為飛機及發動機理想的製造材料，但由於其切削性差，長期以來在很大程度上制約了它的使用。隨著工藝技術的發展，近年來鈦合金已廣泛使用於飛機發動機的壓氣機段、發動機罩、排氣裝置等零件的製造以及飛機的大梁隔框等結構框架件的製造。但是鈦合金導熱性差致使切削溫度很高，在切削過程中的這些特點使其變得十分困難，下面簡單介紹下鈦合金的超精度切削工藝的難點有哪些：
一、鈦合金的特性分析
（1）比強度高鈦合金密度小重量輕，但其比強度卻大於超高強度鋼。
（2）熱強性高鈦合金的熱穩定性好，在高溫條件下其強度約比鋁合金高數倍。
（3）化學活性大鈦可與空氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質產生強烈的化學反應，在表面形成硬化層。
（4）導熱性差鈦合金導熱性差，是常規金屬的幾十分之一。
二、鈦合金機特性分析
（1）鈦合金導熱系數低因切削區散熱慢不利於熱平衡，在切削過程中散熱和冷卻效果很差，易於在切削區形成高溫零件變形回彈大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨損快耐用度降低。
（2）鈦合金的導熱系數低使切削熱積於切削刀附近的小面積區域內不易散發，前刀面摩擦力加大不易排屑，切削熱不易散發，加速刀具磨損。
（3）鈦合金化學活性高在高溫下易與刀具材料起反應，形成溶敷、擴散，造成粘刀、燒刀、斷刀等現象。
三、刀具材料的選擇
（1）足夠的硬度刀具的硬度必須要遠大於鈦合金硬度。
（2）足夠的強度和韌性由於刀具切削鈦合金時承受很大的扭矩和切削力，因此必須有足夠的強度和韌性。
（3）足夠的耐磨性由於鈦合金韌性好切削刃要鋒利，因此刀具材料必須有足夠的抗磨損能力，這樣才能減少硬化，這是選擇鈦合金刀具最重要的參數。
（4）刀具材料與鈦合金親合能力要差由於鈦合金化學活性高，因此要避免刀具材料和鈦合金形成溶敷、擴散而成合金，造成粘刀、燒刀現象。
四、鈦合金切削油的選用
（1）如果使用含氫的切削油，切削過程中在高溫下將分解釋放出氫氣，被鈦吸收引起氫脆；也可能引起鈦合金高溫應力腐蝕開裂。
（2）部分以氯系添加劑為主要成分的切削油中在使用時還可能分解或揮發有毒氣體，使用時宜採取安全防護措施；切削後應及時用清洗劑徹底清洗零件，清除含氯殘留物。
（3）使用以硫化脂肪酸酯為主劑的鈦合金切削油能很好的解決刀具磨損的問題，同時有利於排屑，避免積屑瘤的產生。

❿ 加工鈦合金用什麼刀好

鈦合金硬復度比鋼要低，用普通制刀具即可。

切削加工鈦合金應從降低切削溫度和減少粘結兩方面出發，選用紅硬性好、抗彎強度高、導熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料，YG類硬質合金比較合適。由於高速鋼的耐熱性差，因此應盡量採用硬質合金製作的刀具。

常用的硬質合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。

塗層刀片和YT類硬質合金會與鈦合金產生劇烈的親和作用，加劇刀具的粘結磨損，不宜用來切削鈦合金；對於復雜、多刃刀具，可選用高釩高速鋼等刀具材料，適於製作切削鈦合金的鑽頭、鉸刀、立銑刀、拉刀、絲錐等刀具。

(10)鈦合金為什麼加工硬化能力差擴展閱讀：

1、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。

2、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。