非合金鈦
非合金鈦通常包含99%-99.5%的鈦,其余部分由鐵和間隙性雜質(zhì)元素氫,氮,碳和氧組成。非合金鈦的微觀結(jié)構(gòu)由α相晶粒組成,可能有少量β相。一般而言,非合金級的鈦價格便宜,并且比合金級的鈦更容易制造,并且通常強度更高。
阿爾法和近阿爾法合金
鈦合金只有包含諸如鋁,錫和氧之類的α穩(wěn)定劑,才具有完全α的結(jié)構(gòu)。這些元素也可以作為固溶增強劑。典型的全α合金是Ti-5Al-2.5Sn。近α合金包括Ti-8Al-1Mo-1V,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo。
阿爾法+貝塔合金α+β
這些合金同時包含α穩(wěn)定劑和β穩(wěn)定劑。可以對這些合金進行熱處理,以形成一系列的微觀結(jié)構(gòu)。α-β合金具有中等的可熱處理性和可焊接性,而α-β合金具有更高的淬透性,因此可以通過熱處理在較厚的截面中進行全硬化,但較難于焊接。最重要的合金是Ti-6Al-4V。合金包括Ti-6Al-6V-2Sn和Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo。
Beta合金β
β合金包含β穩(wěn)定劑與α穩(wěn)定劑的平衡,該平衡足夠高,可以在冷卻時保留完整的β相微結(jié)構(gòu)。與α-β合金相比,它們通常具有高強度,高韌性和改善的可成型性,可以提供引人注目的性能組合。但是,加工和材料成本通常很高。Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo是常用的β合金的一個例子。
鈦1級:UNS R50250(ASTM B265 / ASTM B337 / ASTM B338 / ASTM B348)
商業(yè)純等級1是表現(xiàn)出最大可成型性的最軟,最易延展的等級之一。它具有出色的耐腐蝕性,可用于多種應(yīng)用。這種等級的材料主要用于海洋和化學工業(yè)中,零件要經(jīng)受非常惡劣的環(huán)境。該材料還用于制造用于陰極保護應(yīng)用的陽極。
鈦2級:UNS R50400(AMS 4902 / AMS 4941 / AMS 4942 / ASTM B265 / ASTM B337 / ASTM B338 / ASTM B348)
商業(yè)級純2級比1級略強,但在大多數(shù)應(yīng)用中同樣耐腐蝕。2級對氧化或中性介質(zhì)具有極高的抵抗力。對海水和氯化物污染的溶液具有出色的抵抗力。任何抗腐蝕材料中的最佳強度重量比。該等級是最常見的鈦等級之一,用于熱交換器,造紙工業(yè)的冷凝器管和漂白廠,海上石油安裝供水管道。
鈦3級:UNS R50550(AMS 4900 / ASTM B337 / ASTM B338)
與商業(yè)純等級2相比,此CP3等級非合金等級提供了更高的機械性能,同時具有相似的延展性和可成型性。通常用于耐蝕性是化學生產(chǎn)組件,船舶和機身應(yīng)用中主要設(shè)計因素的地方。
鈦4級:AMS 4901 / AMS 4921 / ASTM B265 / ASTM B348
最高強度的純鈦合金。高氧,超高強度。等級4顯示了所有非合金CP等級中最高的強度。它具有出色的耐腐蝕性以及良好的可成型性和可焊性。雖然軋機的可用性不是問題,但分銷商的可用性受到限制,應(yīng)在選擇合金時加以考慮。主要用于液壓和儀表油管。通常因其在各種化學過程設(shè)備以及船舶和機架應(yīng)用中的耐腐蝕性而被選擇。
鈦5級:UNS R56400(AMS 4911 / AMS 4920 / AMS 4928 / ASTM B265)
Ti-6al-4v是最常用的鈦級,其強度高;輕便和耐腐蝕性能使該牌號可用于許多應(yīng)用。這種材料通常用于航空航天,航海,醫(yī)學和化學加工行業(yè)。這種非磁性的α-β合金是鈦行業(yè)的主力合金。該合金可進行完全熱處理,截面尺寸最大為15mm,可在大約4000C(7500F)的溫度下使用。由于它是最常用的合金,在熔化的所有合金等級中,有70%以上是Ti6Al4V的子等級,因此它的用途涵蓋了許多航空航天機身和發(fā)動機組件,以及船舶,近海和電力領(lǐng)域的主要非航空航天應(yīng)用特別是發(fā)電行業(yè)。
生物相容性:極好,尤其是在需要直接接觸組織或骨骼的情況下。Ti-6Al-4V較差的剪切強度使其不適合用于骨螺釘或板。它還具有較差的表面磨損性能,并且在與自身和其他金屬滑動接觸時易于卡住。表面處理(例如氮化和氧化)可以改善表面磨損性能。
鈦6級:5Al 2.5Sn UNS R52400(ASTM B265 / ASME SB-265 / AMS 4910 / AMS 4926)
5-2.5鈦具有高溫穩(wěn)定性,強度,抗氧化性和抗蠕變性。
鈦7級:UNS R52400(ASME SB-265 / ASME SB-348)
商業(yè)純7級與2級非常相似,但含鈀量。該含量使得該材料可以在非常低的溫度下使用。應(yīng)用領(lǐng)域是發(fā)電和化學處理。
鈦8級:UNS R56320(ASTM B265 / AMS 4943 / AMS 4944 / AMS 4945)
Ti-3Al-2.4V具有出色的耐腐蝕性,可以在1級至4級的更高溫度下使用。該等級在航空航天,醫(yī)療,船舶,汽車,運輸和化學加工領(lǐng)域具有許多應(yīng)用。