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鈦金屬的優(yōu)異性能

發(fā)布時(shí)間:2021-05-21點(diǎn)擊:1065

一、密度小,比強度高  
    金屬鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁而低于鋼、銅、鎳,但比強度位于金屬之首。


二、耐腐蝕性能  
    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。這是因為鈦和氧有很大的親和力,在空氣中或含氧的介質(zhì)中,鈦表面生成一層致密的、附著(zhù)力強、惰性大的氧化膜,保護了鈦基體不被腐蝕。即使由于機械磨損也會(huì )很快自愈或重新再生。這表明了鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬。介質(zhì)溫度在315℃以下鈦的氧化膜始終保持這一特性。
為了提高鈦的耐蝕性,研究出氧化、電鍍、等離子噴涂、離子氮化、離子注入和激光處理等表面處理技術(shù),對鈦的氧化膜起到了增強保護性作用,獲得了所希望的耐腐蝕效果。針對在硫酸、鹽酸、甲胺溶液、高溫濕氯氣和高溫氯化物等生產(chǎn)中對金屬材料的需要 ,開(kāi)發(fā)出鈦-鉬、鈦-鈀、鈦-鉬-鎳等一系列耐蝕鈦合金。鈦鑄件使用了鈦-32鉬合金,對常發(fā)生縫隙腐蝕或點(diǎn)蝕的環(huán)境使用了鈦-0.3鉬-0.8鎳合金或鈦設備的局部使用了鈦-0.2鈀合金,均獲得了很好的使用效果。


三、耐熱性能好  
    新型鈦合金可在600℃或更高的溫度下長(cháng)期使用。


四、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,貯箱等設備的理想材料。


五、抗阻尼性能強  
    金屬鈦受到機械振動(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(cháng)。利用鈦的這一性能可作音叉、醫學(xué)上的超聲粉碎機振動(dòng)元件和高級音響揚聲器的振動(dòng)薄膜等。


六、無(wú)磁性、無(wú)毒  
    鈦是無(wú)磁性金屬,在很大的磁場(chǎng)中也不會(huì )被磁化,無(wú)毒且與人體組織及血液有好的相溶性,所以被醫療界采用。


七、抗拉強度與其屈服強度接近  
    鈦的這一性能說(shuō)明了其屈強比(抗拉強度/屈服強度)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。


八、換熱性能好  
   金屬鈦的導熱系數雖然比碳鋼和銅低,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,太表面不結垢也可減少熱阻,使鈦的換熱性能顯著(zhù)提高。


九、彈性模量低  
    鈦的彈性模量在常溫時(shí)為106.4GMPa,為鋼的57%。


十、吸氣性能  
    鈦是一種化學(xué)性質(zhì)非?;顫姷慕饘?在高溫下可與許多元素和化合物發(fā)生反應。鈦吸氣主要指高溫下與碳、氫、氮、氧發(fā)生反應。


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