
钛丝
纯钛是银白色的金属,它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g/cm3,比钢轻43%,比久负盛名的轻合金镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多,比铝大两倍,比镁大五倍。钛耐高温,熔点1942K,比黄金高近1000K,比钢高近500K。
钛丝的分类
钛丝分为:钛丝、钛合金丝、纯钛眼镜丝、钛直丝、纯钛丝、钛焊丝、钛挂具丝、钛盘丝、钛光亮丝、医用钛丝、钛镍合金丝。
钛丝的规格
A钛丝规格:φ0.8-φ6.0mm
B、眼镜钛丝规格:φ1.0-φ6.0mm专用钛丝C、钛丝规格:φ0.2-φ8.0mm挂具专用
钛丝的主要标准
GB/T,GJB,AWS,ASTM,AMS,JIS
钛丝的牌号
TA0,TA1,TA2,TA3,TA4,TA5,TA6,TA7,TA9,TA10,TC1,TC2,TC3,TC4,TC6,TC11,GR1,GR2,GR3,GR5 Ti6AL4V ELI,Ti6AL7Nb,Ti13Nb13Zr,Ti1533
钛丝的状态
退火态(M)热加工状态(R)冷加工状态(Y)(退火,超生波探伤)
钛丝的表面
酸洗表面光亮表面
钛丝用途
军工、医用、体育用品、眼镜、耳环、头饰、电镀挂具、焊丝等行业。
钛丝渗碳表面处理
钛丝同碳形成一种较高硬度的稳定碳化物。在钛和碳之间的碳化层的增长由碳化层中钛的扩散速度来决定。
碳在钛中的溶解度小,于850X:时总计为0.3%,而在600C时大约降到0.1%B由于碳在钛中的溶解度小,所以基本上只有通过碳化钛层及其下边扠域的沉积层来达到表面硬化的目的。必须在脱除氧的条件下进行渗碳,因为适用于钢常用渗碳的粉末对着一氧化碳或含氧的一氧化碳表面而形成的表面层硬度达到2700MPa及8500MPa,并目.很容易剥落。
与此相比,在脱氧或脱碳条件下,于木炭中渗碳时可能形成一层薄的碳化钛层。这层的硬度为32OUOMPa,符合于碳化钛的硬度。渗碳层的深度大致大于在同等条件下用氮渗氮时渗氮层的深度。在氧富集的条件下必须考虑到氧的吸收影响硬化深度。只有在很薄的层厚条件下,于真空中或氩-甲烷气氛中渗人碳粉才可能形成足够的粘附强度与此相比,采用气体渗碳剂可能形成特别硬而粘结性良好的碳化钛硬化层。同时在950T:和10201:之间温度的条件下形成的硬化展在50fim和之间。随着层厚的增加,碳化钛层变得比较脆,并且趋向于剥落t为了避免由于芮烷分解而使碳的夹杂物侵人碳化钛层,应采用大约体积分数为2%芮烷的规定剂量添加剂在惰性气体中进行气体渗碳。当采用丙烷添加剂而利用甲烷渗碳的时候就形成较低的表面硬度。当粘合伍力达到卯OkPa条件下在采用气体渗碳的丙烷时,虽然测量出的硬化层厚度很薄,但却具有最好的耐磨损性能。在采用气体型渗碳剂条件下吸收氢,但是在真空退火时却又不得不重新脱除它。
钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆型合金等。
中国于1956年开始钛和钛合金研究;60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。
钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数大于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪表绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。
6钛合金应用存在的问题
钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点,故被广泛应用在汽车工业中,应用钛合金最多的是汽车发动机系统。利用钛合金制造发动机零件有很多好处。[1]
钛合金的密度低,可以降低运动零件的惯性质量,同时钛气门弹簧可以增加自由振动,减弱车身的振颤,提高发动机的转速及输出功率。
减小运动零件的惯性质量,从而使摩擦力减小,提高发动机的燃油效率。选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力,缩小零件的尺寸,从而使发动机及整车的质量减轻。零部件惯性质量的降低,使得振动和噪声减弱,改善发动机的性能。钛合金在其他部件上的应用可提高人员的舒适度和汽车的美观等。在汽车工业上的应用,钛合金在节能降耗方面起到了不可估量的作用。
钛合金零部件尽管具有如此优越的性能,但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距离,原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。
随着近年来钛合金近净成形技术及电子束焊、等离子弧焊、激光焊等现代焊接技术的发展,钛合金的成形及焊接问题已不再是制约钛合金应用的关键因素,阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。
无论是金属最初的冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg,气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下。而目前用钛材料生产的零件成本比这些价格高了很多,钛板材的生产成本大多数高于33美元/kg,是铝板材的6~15倍,钢板材的45~83倍。