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“鈦”任性

時間:2018-03-30

鈦是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,是一種銀白色的 過渡金屬,其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤,亦有良好的抗腐蝕能力(包括海水、 王水及 氯氣)。由于其穩定的化學性質,良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿,以及高強度、低密度,被美譽為太空金屬”[2]。鈦于1791年由 格雷戈爾(William Gregor)于英國 康沃爾郡發現,并由 克拉普羅特Martin Heinrich Klaproth)用希臘神話的 泰坦為其命名。

強度高

鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普通鋼的密度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料,見表7-1,可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

熱強度高

使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃500℃范圍內仍有很高的比強度,而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。

抗蝕性好

鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠優于不銹鋼;對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

低溫性能好

鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學性能。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。

化學活性大

鈦的化學活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。含碳量大于0.2%時,會在鈦合金中形成硬質TiC;溫度較高時,與N作用也會形成TiN硬質表層;在600℃以上時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升,也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達0.10.15 mm,硬化程度為20%30%。鈦的化學親和性也大,易與摩擦表面產生粘附現象。

導熱彈性小

鈦的導熱系數λ=15.24W/m.K)約為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜制作細長桿和薄壁件,切削時加工表面的回彈量很大,約為不銹鋼的23倍,造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。

鈦的這些特性使它在各個領域應用都很廣,主要應用范圍如下表:

 

鈦的特性你們都了解了嗎,有什么不清楚的地方,歡迎留言,小編會為你們一一解答哦。

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