未來金屬-----GR5鈦合金的應(yīng)用及性能
發(fā)布日期:2016-6-29 15:57:17
GR5鈦合金又名TC4鈦合金,由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好,而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金,被譽(yù)為“未來的金屬”,是具有發(fā)展前途的新型結(jié)構(gòu)材料。鈦及其合金不僅在航空、宇宙工業(yè)中有著十分重要的應(yīng)用,而且已經(jīng)開始在化工、石油、輕工、冶金、發(fā)電等許多工業(yè)部門中廣泛應(yīng)用。鈦能抵抗人體的腐蝕,并對人體無傷害。因此可以廣泛用于醫(yī)療和制藥工業(yè)部門。鈦有著良好的吸氣性能,也在電子真空技術(shù)中和高真空技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。GR5鈦合金使用量已占全部鈦合金的75%~85%。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。鈦及其合金具有重量輕、強(qiáng)度大、耐熱性強(qiáng)、耐腐蝕等許多優(yōu)特性,
GR5鈦合金的優(yōu)異性能
1、密度小,比強(qiáng)度高
金屬鈦的密度為4.51g/立方厘米,高于鋁而低于鋼、銅、鎳,但比強(qiáng)度位于金屬之首。
2、耐腐蝕性能佳
鈦是一種非;顫姷慕饘,其平衡電位很低,在介質(zhì)中的熱力學(xué)腐蝕傾向大。但實(shí)際上鈦在許多介質(zhì)中很穩(wěn)定,如鈦在氧化性、中性和弱還原性等介質(zhì)中是耐腐蝕的。這是因?yàn)殁伜脱跤泻艽蟮挠H和力,在空氣中或含氧的介質(zhì)中,鈦表面生成一層致密的、附著力強(qiáng)、惰性大的氧化膜,保護(hù)了鈦基體不被腐蝕。即使由于機(jī)械磨損也會(huì)很快自愈或重新再生。這表明了鈦是具有強(qiáng)烈鈍化傾向的金屬。
3、耐熱性能好
新型鈦合金可在600℃或更高的溫度下長期使用!
4、耐低溫性能好
鈦合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的低溫鈦合金,其強(qiáng)度隨溫度的降低而提高,但塑性變化卻不大。在-196-253℃低溫下保持較好的延性及韌性,避免了金屬冷脆性,是低溫容器,貯箱等設(shè)備的理想材料!
5、抗阻尼性能強(qiáng)
金屬鈦受到機(jī)械振動(dòng)、電振動(dòng)后,與鋼、銅金屬相比,其自身振動(dòng)衰減時(shí)間最長。利用鈦的這一性能可作音叉、醫(yī)學(xué)上的超聲粉碎機(jī)振動(dòng)元件和高級音響揚(yáng)聲器的振動(dòng)薄膜等。
6、無磁、無毒
鈦是無磁性金屬,在很大的磁場中也不會(huì)被磁化,無毒且與人體組織及血液有好的相溶性,所以被醫(yī)療界采用。
7、抗拉強(qiáng)度與其屈服強(qiáng)度接近
鈦的這一性能說明了其屈強(qiáng)比(抗拉強(qiáng)度/屈服強(qiáng)度)高,表示了金屬鈦材料在成形時(shí)塑性變形差。由于鈦的屈服極限與彈性模量的比值大,使鈦成型時(shí)的回彈能力大。
8、換熱性能好
金屬鈦的導(dǎo)熱系數(shù)雖然比碳鋼和銅低,但由于鈦優(yōu)異的耐腐蝕性能,所以壁厚可以大大減薄,而且表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝,減少了熱組,太表面不結(jié)垢也可減少熱阻,使鈦的換熱性能顯著提高。
9、彈性模量低
鈦的彈性模量在常溫時(shí)為106.4GPa,為鋼的57%。
10、吸氣性能
鈦是一種化學(xué)性質(zhì)非;顫姷慕饘伲诟邷叵驴膳c許多元素和化合物發(fā)生反應(yīng)。鈦吸氣主要指高溫下與碳、氫、氮、氧發(fā)生反應(yīng)。