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钛合金

钛合金

冶金师已经开发出一种令人印象深刻的各种有用的金属合金,用于制造目的。金属和一个或多个其他元素的组合产生金属合金。通常,合金结合了大量的较低昂贵的基础金属,例如铁,具有更昂贵的金属,如金或钛。

对钛合金

钛与其他材料相结合地发生在自然界中广泛发生。在其纯化的形式中,钛形成金属。它显示出两个不同的晶体形成晶体结构,为固体:“α”六边形结构和“β”立方结构。冶金师已经确定了基于合金中使用的钛的晶体形式的三种钛合金。这些金属在它们显示的物理性质中有所不同。

Alpha和近Alpha合金:这些合金通常会焊接良好,但它们不是热处理。它们耐冷温良好,供应良好的延展性,并提供低至中等强度。非常高的α或近α合金可以抵抗氧化。

β和近β合金:这些易于热处理的钛合金也可焊接。它们在规定的温度范围内提供高强度。

α和β合金的组合:这些合金结合了另外两种类型的特征。一些显示热处理性能并焊接。它们提供高水平的强度,但通常需要热(而不是冷)形成。

钛合金等级

美国材料试验协会(ASTM)和美国机械工程师协会(ASME)这两个私营自愿行业协会都发布了钛的分级指南。许多国际公司都采用了这些标准。大约39种宽钛在商业市场上广泛存在;等级编号可以帮助制造商识别不同合金的成分百分比。例如,一种“5级”钛合金将含有6%的铝和4%的钒。

一些制造商也可能使用其他规格。统一编号系统(广泛应用于北美),由国际标准化组织(ISO)和欧盟标准(欧洲联盟使用)颁布的标准可以解决特定目的的钛合金。

性能及应用

虽然几十年前,钛合金发现效用主要用于军事应用,今天其他几个经济部门也雇用含有这些金属的产品。钛合金的性质和应用都有助于在某些行业内创造了高需求。但是,价格因素仍然限制了一些钛合金产品的可用性:

属性

提纯后的钛会形成坚硬而有光泽的银色金属。虽然钛元素具有令人印象深刻的抗拉强度,但其密度明显低于钢(一立方厘米钛的重量只有4.5克)。它还能抵抗海水的腐蚀。非磁性和非过敏性,钛提供了一个低弹性模量,尽管其高拉伸强度。然而,多年来它的高熔点3038华氏度,给试图将钛用作商用合金的制造商带来了挑战。

应用程序

如今,钛享有航空航天和航空行业以及国防工业的广泛使用。在一定温度范围内的重量轻和高强度使得钛适用于各种飞机部件。此外,钛将抵抗海水的抗腐蚀优于许多其他材料,因此含有这种金属的合金在发电厂冷凝器和海水淡化厂设施中获得了广泛的应用。

虽然钛产品通常仍然指挥高价格,但金属钛发现了生物医学领域内的应用,用于手术和牙科植入物。据报道,一些豪华汽车制造商在其车辆中使用钛合金,最近消费者使用高尔夫俱乐部,手表和珠宝,耐用的钛合金组分。将来,制造商可能会继续发现钛合金的新用途。

钛合金的优点

钛合金提供众多优点。首先,它们抵抗盐水和氯腐蚀良好。其次,它们在规定的温度范围内提供轻量级强度。第三,许多钛合金产品耐寒温度。第四,这些金属供应有吸引力的银色表面光洁度。最后,一些钛合金可靠地保持形状。


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