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,船舶和機身應用中主要設計因素的地方。
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備以及船舶和機架應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,近海和電力領域的主要非航空航天應用特別是發(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。應用領域是發(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,運輸和化學加工領域具有許多應用。