钛合金应用研究论文.pdfVIP

钛合金应用研究论文--第1页

编号：

时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共页

16

钛合金应用研究论文

摘要：综述了钛合金材料的应用及研究现状，着重介绍了钛及钛合金的

主要特性，加工性能及其在航空航天、军事工业和汽车制造方面的应用，并在此

基础上展望了钛合金的发展方向。

关键词：钛合金特性加工性能应用领域

Ti在地壳中的丰度为0.56%(质量分数，下同)，在所有按元素中居第9

位，而在可作为结构材料的金属中居第4位，仅次于Al、Fe、Mg，其储量比常

见金属Cu，Pb，Zn储量的总和还多。我国钛资源丰富，储量为世界第一。钛合

金的密度小，比强度、比刚度高，抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性

能都很好，具有优良的综合性能，是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结

构材料。近年来，世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展，海绵钛、变形钛

合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平，在航空航天领域、舰艇

及兵器等军品制造中的应用日益广泛，在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的

应用潜力。

一、钛及钛合金的特性

钛及钛合金具有许多优良特性，主要体现在如下几个方面：

1.强度高。钛合金具有很高的强度，其抗拉强度为686—1176MPa，而

密度仅为钢的60%左右，所以比强度很高。

2.硬度较高。钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。

3.弹性模量低。钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10－1.176×10MPa，

第1页共6页

钛合金应用研究论文--第1页

钛合金应用研究论文--第2页

编号：

时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共页

26

约为钢和不锈钢的一半。

4.高温和低温性能优良。在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，

其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽，目前新型耐热钛合金的工作温度

可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时增加，且具有良好

的韧性，低温钛合金在－253℃时还能保持良好的韧性。

5.钛的抗腐蚀性强。钛在550℃以下的空气中，表面会迅速形成薄而致

密的氧化钛膜，故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性

优于大多数不锈钢。

二、钛及钛合金的加工性能

1.切削加工性能

钛合金强度高、硬度大，所以要求加工设备功率大，模具、刀具应有

较高的强度和硬度。切削加工时，切屑与前刀面接触面积小，刀尖应力大。与

45钢相比，钛合金的切削力虽然只有其2/3—3/4，可是切屑与前刀面的接触面

积却更小(只有45钢的1/2—2/3)，所以刀具切削刃承受的应力反而更大，刀尖或

切削刃容易磨损；钛合金摩擦因数大，而热导率低(分别仅为铁和铝的1/4和1/16)；

刀具与切屑的接触长度短，切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发，这

些因素使得钛合金的切削温度很高，造成刀具