鈦合金的良好性能和特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

十大特點(diǎn)

　　一、密度小,比強(qiáng)度高

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

　　二、耐腐蝕性能

　　鈦是一種非常活潑的金屬，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)殁伜脱跤蟹浅４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。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(duì)鈦的氧化膜起到了增強(qiáng)保護(hù)性作用，獲得了所希望的耐腐蝕效果。針對(duì)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(duì)金屬材料的需要 ，開發(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(duì)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(shè)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(zhǎng)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(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。

　　五、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(zhǎng)。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(jí)音響揚(yáng)聲器的振動(dòng)薄膜等。

　　六、無磁性、無毒

　　鈦是無磁性金屬，在非常大的磁場(chǎng)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。

　　七、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。

　　八、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。

　　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)非常活潑的金屬,在高溫下可與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)。

鈦的三大功能

　　功能材料是以物理性能為主的工程材料，即在電、磁、聲、光、熱等方面具有的非凡性質(zhì)，或在其作用下表現(xiàn)出非凡功能的材料。對(duì)鈦和鈦合金的研究已發(fā)現(xiàn)其有三種非凡功能有應(yīng)用前途:

　　一、記憶功能轉(zhuǎn)自    鈦-鎳合金在一定環(huán)境溫度下具有單向、雙向和全方位的記憶效應(yīng)，被公認(rèn)是最佳記憶合金。在工程上做管接頭用于戰(zhàn)斗機(jī)的油壓系統(tǒng)；石油聯(lián)合企業(yè)的輸油管路系統(tǒng)；直徑0.5mm絲做成的直徑500mm拋物網(wǎng)狀天線用于宇航飛行器上；在醫(yī)學(xué)工程上用于制作鼾癥治療；制成螺釘用于骨折愈合等。上述應(yīng)用均獲得了明顯效果。

　　二、超導(dǎo)功能轉(zhuǎn)自    鈮-鈦合金在溫度低于臨界溫度時(shí)，呈現(xiàn)出零電阻的超導(dǎo)功能。

　　三、貯氫功能    鈦-鐵合金具有吸氫的特性，把大量的氫安全的貯存起來，在一定的環(huán)境中又把氫釋放出來。這在氫氣分離、氫氣凈化、氫氣貯存及運(yùn)輸、制造以氫為能源的熱泵和蓄電池等方面應(yīng)用很有前途。

鈦因其優(yōu)良的耐腐蝕性而被大量用作各種化學(xué)反應(yīng)容器、熱交換器材料，但缺點(diǎn)是成本較高。特別是作為結(jié)構(gòu)部件使用時(shí)這個(gè)問題尤為突出，有效的解決方法就是使用鈦鋼復(fù)合板。鈦與普通鋼的復(fù)合材稱之為鈦鋼復(fù)合材，既有鈦的耐蝕性，又有普通鋼板作為結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度，重要的是成本也大幅度下降了。