鈦合金產品有哪些形式

A. 什麼是鈦合金

鈦合金
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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。

(一) 發展過程
50年代初～70年代初
需求動力： 為滿足航空工業對材料的需求,鈦合金受到重視並得以發展,技術基礎主要是冶金學和工藝學。
主要特點： 該階段的特點是從材料的探索研究逐步轉向應用。主要材料有Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn等,主要用於航空發動機、航天用壓力容器、發動機殼體等。
典型成果和產品：典型材料:Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Sn

70年代～90年代
需求動力： 鈦合金應用領域的擴大,使鈦工業得到迅速發展,新工藝和新技術推動鈦合金成形工藝的發展。
主要特點： 該階段的特點:(1)鈦在航空航天工業應用量不斷增加,在其它行業如海洋工程、化工、電力、冶金、醫療等方面的應用也日趨增多,成為第三金屬。(2)新型鈦合金不斷問世,如高強鈦合金、耐熱鈦合金等。(3)採用新工藝技術如超塑成形、快速凝固技術和等溫鍛造等。(4)為擴大應用而重視降低成本問題。
典型成果和產品：典型材料: Ti-1100, Ti-1023, IMI834, Timetal62S, SP-700等
(二) 現有水平及發展趨勢
鈦合金是航空航天工業應用較廣的一種金屬材料,按用途可分為結構鈦合金和高溫鈦合金(使用溫度>400℃)。
結構鈦合金以Ti-6Al-4V為代表,該合金已廣泛用於飛機、導彈上,並已由次承力結構件轉為主結構件。為適應更高強度和韌性的要求(如強度提高至1275～1373MPa,比強度提高至29～33,彈性模量提高至196GPa),近年研製了許多新型鈦合金,如美國的Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al;Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr(β-C),Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo-0.23Si,Ti-4.5Al-1.5Cr;英國的Ti-4Al-4Mo-2Sn-0.5Si(IMI500)、日本的SPF00、CR800、SP700和前蘇聯的BT22等。其中Ti-15-333鑄件和β-C可取代沉澱硬化不銹鋼和鎳基合金,Ti-6-22-22在美國先進戰術戰斗機（ATF）的樣機F－22A中的用量佔22%（重量）。日本的SP700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe),不僅強度高,而且在755℃達超塑性,延伸率可達2000%,成形性好,加工成本低,可取代Ti-6Al-4V,已用於航天構件。
高溫鈦合金近年來取得一定進展,在該領域中,美國和英國占據優勢。但兩國採用的開發方法和側重點則截然不同。英國採用的是以α相固溶強化為提高蠕變強度的必要手段而無需β相共存的方法,側重於研究近α型合金,即開發以提高蠕變強度為主的Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si(使用溫度400℃)、Ti-11Sn-2.25Al-5Zr-1Mo-0.2Si(IMI679,使用溫度450℃)、Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.25Si(IMI685)合金和以改善疲勞強度為主的Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si(IMI829)和Ti-5.5Al-4.5Sn-4Zr-0.4Mo-0.8Nb-0.4Si(IMI834)。
美國則採用通過犧牲疲勞強度來提高蠕變強度的方法,側重研究鉬含量較高的合金,如Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo(6242,使用溫度470℃)、6242S(使用溫度500℃)合金。隨後,又研究開發了Ti-6Al-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si合金(Ti-1100),其使用溫度提高到600℃。
最近美國又研製了Timetal21S(Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si)(又稱β21S),使用溫度704℃,可用於製造高溫導管及壓力管,被優選為美國國家空天飛機(NASP)機體用金屬基復合材料的基體材料。目前,這些新型高溫鈦合金均尚未進入實用化階段。
目前高強度鈦合金超塑性成形技術發展很快,其發展趨勢是氣壓成形等溫鍛造和真空成形法。
美國在鈦合金的研製和應用方面,一直處於領先水平,據統計在美國的航空工業中,鈦的消費比例為70%,美國在鈦合金的成形方面,主要採用了超塑性條件下的等溫鍛造和板材成形。為降低成本,擴大應用,美國推出新牌號的合金,如Timetal62S(Ti-6Al-2Fe-0.1Si),以鐵代釩在成本上優於Ti-6Al-V,而且性能與之相當。
前蘇聯鈦工業已有35年以上的歷史,它的發展過程平穩,沒有大的起伏。生產了大量的與Ti-6Al-4V及Ti-5Al-2.5Sn類似的合金以及一系列高溫高強合金,並研究了特種耐蝕鈦合金,如4200、4210、4207等,在航天工業中,前蘇聯廣泛採用超塑性條件下鈦合金的氣壓成形工藝。
英國在耐熱鈦合金的研究和應用方面同美國各占優勢,但其側重研究近α型合金,即大力開發以提高蠕變強度為重點的合金,如Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si、Ti-11Sn-2.25Al-5Zr-1Mo-0.2Si(IMI879)、Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.25Si(IMI685)等,其中IMI685在歐洲已獲得廣泛應用。
近年來,日本在鈦合金的研究方面也取得了較大進展,如為降低成本開發了SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)合金,該合金的成形性能優於Ti-6Al-4V。日本採用低應變率的超塑性真空成形工藝。
(三) 主要研究機構
美國鈦金屬公司(American Titanium Metal Company)，主攻技術及工程：鈦合金
蘇聯全蘇輕合金研究所(ВИЛС)，主攻技術及工程：主攻技術: 鈦合金

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鋁合金是純鋁加入一些合金元素製成的，如鋁—錳合金、鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合金、鋁—鋅—鎂—銅系超硬鋁合金。鋁合金比純鋁具有更好的物理力學性能：易加工、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類，各種類均有各自的使用范圍，並有各自的代號，以供使用者選用。
鋁合金仍然保持了質輕的特點，但機械性能明顯提高。鋁合金材料的應用有以下三個方面：一是作為受力構件；二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料；三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化處理後可以進行著色的特點，製成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、塗裝、印刷等二次加工，製成各種裝飾板材、型材，作為裝飾材料。

B. 鈦合金如何分類的

鈦合金也就分為以下三類：α合金，(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。

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。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化，室溫強度不高。

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；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用。

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。熱處理後的強度約比退火狀態提高50%～100%；高溫強度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩定性次於α鈦合金。

(2)鈦合金產品有哪些形式擴展閱讀：

鈦、鈦合金及鈦化合物的優良性能促使人類迫切需要它們。然而，生產成本之高，使應用受到限制。

據相關統計數據，2012年我國化工行業用鈦量達2.5萬噸，比2011年有所減少。這是自2009年以來，我國化工用鈦市場首次出現負增長。近些年來，化工行業一直是鈦加工材最大的用戶，其用量在鈦材總用量的佔比一直保持在50%以上，2011年佔比高達55%。

但隨著經濟陷入低迷期，化工行業不但新建項目明顯減少，同時還將面臨產業結構調整，部分產品新建產能受到控制，落後產能也將逐步淘汰的境地。受此影響，其對鈦加工材用量的萎縮也變得順理成章。

在此之前，便有業內人士預測化工行業用鈦量在2013~2015年間達到峰值。以當前市場表現看來，2012年整體經濟的疲軟有可能使得化工用鈦的衰退期提前。

參考資料來源：網路-鈦金屬

參考資料來源：網路-鈦合金

C. tc4和tc21有什麼不同

tc4和tc21區別為：類型不同、特點不同、用途不同。

一、類型不同

1、tc4：tc4屬於Ti-6Al-4V系(α+β)型鈦合金。

2、tc21：tc21屬於Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-Nb(-Ni-Si)系兩相鈦合金。

二、特點不同

1、tc4：tc4具有良好的綜合力學機械性能。比強度大、彈性模量低、顯微硬度高、滑動摩擦系數低。

2、tc21：tc21具有良好的強度、塑性、斷裂韌性和較低的裂紋擴展速率。

三、用途不同

1、tc4：tc4在航空航天、石油化工、造船、汽車，醫葯等部門都得到成功的應用。

2、tc21：tc21可用於航空飛機的機翼接頭結構件、機身與起落架連接框、吊掛發動機接頭等部位,以及對強度及耐久性要求高的重要或關鍵承力部件的製作。

參考資料來源：

網路——TC4

網路——TC21

D. 鈦合金都有哪些分類類型

鈦是同素異構體，熔點為1668℃，在低於882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上呈體心立方晶格結構，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（titaniumalloys）。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。中國分別以TA、TC、TB表示。
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。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處理強化，室溫強度不高。
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1372～1666MPa；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用。
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。熱處理後的強度約比退火狀態提高50%～100%；高溫強度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩定性次於α鈦合金。
三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α+β鈦合金；α鈦合金的切削加工性最好，α+β鈦合金次之，β鈦合金最差。α鈦合金代號為TA，β鈦合金代號為TB，α+β鈦合金代號為TC。
鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金（鈦-鉬，鈦-鈀合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金）等。典型合金的成分和性能見表。
熱處理鈦合金通過調整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認為細小等軸組織具有較好的塑性、熱穩定性和疲勞強度；針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。