未來金屬-----GR5鈦合金的應用及性能
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,被譽為“未來的金屬”,是具有發(fā)展前途的新型結構材料。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,也在電子真空技術中和高真空技術中有著廣泛的應用。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、強度大、耐熱性強、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,但比強度位于金屬之首。
2、耐腐蝕性能佳
鈦是一種非常活潑的金屬,其平衡電位很低,在介質中的熱力學腐蝕傾向大。但實際上鈦在許多介質中很穩(wěn)定,如鈦在氧化性、中性和弱還原性等介質中是耐腐蝕的。這是因為鈦和氧有很大的親和力,在空氣中或含氧的介質中,鈦表面生成一層致密的、附著力強、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。
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。
5、抗阻尼性能強
金屬鈦受到機械振動、電振動后,與鋼、銅金屬相比,其自身振動衰減時間最長。利用鈦的這一性能可作音叉、醫(yī)學上的超聲粉碎機振動元件和高級音響揚聲器的振動薄膜等。
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、抗拉強度與其屈服強度接近
鈦的這一性能說明了其屈強比(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,使鈦成型時的回彈能力大。
8、換熱性能好
金屬鈦的導熱系數(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為106.4GPa,為鋼的57%。
10、吸氣性能
鈦是一種化學性質非常活潑的金屬,在高溫下可與許多元素和化合物發(fā)生反應。鈦吸氣主要指高溫下與碳、氫、氮、氧發(fā)生反應。