Trenutno je stopnja titana in titanovih zlitin za industrijsko uporabo 30-40 vrst. Te titanove in titanove zlitine lahko razdelimo na titanove zlitine, titanove zlitine, + titanove zlitine, blizu titanovih zlitin in blizu titanovih zlitin itd. glede na različne kristalne organizacije teh titana in titanovih zlitin lahko razvrstimo v pet kategorij (glej tabelo 0-1 za podrobnosti). Vendar pa obstaja le približno 10 vrst titanovih zlitin, ki se običajno uporabljajo v različnih državah. Na primer, glede na statistiko porabe titana v ZDA iz leta 1979: Ti-6Al-4V je predstavljal 52 % celotne količine titana; industrijski čisti titan je predstavljal 29 %; Ti-5Al-2.5Sn predstavlja 5 %; Ti-6Al-6V-2Sn predstavlja 6 %; Ti-8Mn upoštevan<1%; Ti-13V-11Cr-3Al accounted for <1%; Ti-8Al-1Mo-1V accounted for 3%; Ti-6Al-2Sn accounted for <1%; and Ti-6Al-2V accounted for 3% of the total amount of titanium. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo accounted for 2%; Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo accounted for 1%; other titanium alloys accounted for <1%. These titanium alloy products, plate, strip rolled material accounted for 24%; forgings accounted for 39%; rods, wires accounted for 22%; tubes accounted for 14%; castings accounted for 1%. Japan's industrial titanium alloy, industrial pure titanium accounted for more than 90 per cent.
1. Titan in titanove zlitine, odporni proti koroziji
(1) Industrijski čisti titan, ki se uporablja kot veliko število materialov, odpornih proti koroziji, je še vedno industrijski čisti titan. To je zato, ker industrijski čisti titan za morsko vodo, mokri klorov plin in oksidacijo, nevtralno, šibko redukcijo in dodajanje inhibitorjev korozije v reducirnih medijih z dobro odpornostjo proti koroziji; in splošne mehanske lastnosti in zmogljivost obdelave so prav tako boljše; cena je nižja od titanove zlitine. Zato samo v primeru industrijskega čistega titana ne more izpolniti zahtev odpornosti proti koroziji, preden se uporabi druga titanova zlitina, odporna proti koroziji. Kitajski industrijski čisti titan je razdeljen na tri ravni, in sicer TA1, TA2 in TA3. ti trije industrijski čisti element vrzeli iz titana se postopoma povečuje; z vsako stopnjo pa se povečujeta tudi mehanska moč in trdota. Titanova zlitina, ki se običajno uporablja v industriji, je TA2, ki ima zmerno odpornost proti koroziji in celovite mehanske lastnosti. TA3 se lahko uporablja za višje zahteve glede odpornosti proti obrabi in trdnosti, TA1 pa za boljše lastnosti oblikovanja. vse ravni industrijsko čistega titana imajo podobne lastnosti odpornosti proti koroziji. V nekaterih primerih, zlasti pri močnih oksidacijskih ali redukcijskih kislinah, je odpornost proti koroziji zmanjšana zaradi metalurških sprememb v toplotno prizadetem območju, ki jih povzroča prisotnost nečistoč železa v titanu. Pod takšnimi pogoji velja, da vsebnost železa v titanu ne presega 0.05%.
(2) Ti-(0.15~0.20) Pd zlitina Ta zlitina ima naslednje tri prednosti pred industrijsko čistim titanom:
a. Oba oksidativna medija z odlično odpornostjo proti koroziji; in šibki redukcijski mediji z nekaj odpornosti proti koroziji. Kot je Ti-0.2Pb na korozijsko odpornost na dušikovo kislino in industrijski čisti titan; toda pri razredčeni klorovodikovi kislini in razredčeni žveplovi kislini je odpornost proti koroziji 500 do 1000-krat višja od čistega titana.
b. Boljša odpornost proti koroziji. Industrijski čisti titan je občutljiv na razpokano korozijo, pogosto zaradi obstoja opreme iz titana v reži, kar tu povzroči pospešeno korozijo. Če se v reži namesto čistega titana uporabi Ti-(0.15~0.20)Pd, se lahko odpravi korozija špranje.
c. Majhna sposobnost absorpcije vodika, vodikova krhkost ni enostavna. Industrijski čisti titan lahko pri visokih temperaturah absorbira velike količine vodika. Zlasti za korozijo atomskega vodika se lažje absorbira, kar povzroči vodikovo krhkost. Ti-(0.15 ~ 0.20) Pd površina, ki jo ustvari oksidni film, ima visoko odpornost na prodiranje vodika, zato je sposobnost odpornosti proti vodikovi krhkosti veliko večja od sposobnosti industrijskega čistega titana večji.
Vendar ta titanova zlitina ni odporna proti koroziji na močne redukcijske medije; in vsebuje redko in dragoceno kovino platinske skupine - paladij. Njegove fizikalne in mehanske lastnosti, zmogljivost obdelave in industrijski čisti titan so podobni. Trenutno s to zlitino izdelan cevni izmenjevalnik toplote, ki se uporablja v razredčeni klorovodikovi kislini in fosforni kislini; v tekstilni industriji s proizvodnjo predil; v napravi za acetaldehid in tereftalno kislino se s to zlitino uporabljajo tudi vsa titanova oprema s prirobnico in tesnila v obliki diamanta, kar daje dobre rezultate.
(3) Ti-0.3Mo-0.8Ni titanova zlitina Ta zlitina izboljša korozijsko odpornost industrijskega čistega titana v redukcijskih medijih; in ohranja odpornost proti koroziji industrijskega čistega titana v oksidacijskih medijih, kot sta dušikova kislina in kromova kislina. Na primer, ima dobro odpornost proti koroziji pri sobni temperaturi 10% žveplove kisline, 10% klorovodikove kisline in srednje koncentracije mravljinčne kisline in citronske kisline; medtem ko je industrijski čisti titan aktivno raztopljen v teh medijih. In ima odlično odpornost proti koroziji. Vsebuje manj legirnih elementov; zlasti ne vsebuje redkih in dragih elementov platinske skupine (kot je paladij itd.). Posledično je le 10% dražji od industrijsko čistega titana.
Njegove lastnosti obdelovalnega procesa in lastnosti varjenja so blizu tistim iz industrijsko čistega titana; medtem ko je njegova trdnost pri temperaturah 200-300 stopinj 1,5- do 2-krat večja kot pri industrijsko čistem titanu. Zaradi teh prednosti te zlitine lahko nadomesti industrijski čisti titan v visokotemperaturni morski vodi, slani vodi, mokrem klorovem plinu in različnih visokotemperaturnih in visokokoncentriranih kloridih.
(4) Ti-Mo zlitina Ti-32Mo zlitina v vreli 40-odstotni raztopini žveplove kisline in 20-odstotni raztopini klorovodikove kisline se je odpornost proti koroziji znatno izboljšala kot industrijski čisti titan in je trenutno ena najbolj odpornih proti koroziji redukcijskih medijev titanove zlitine. Vendar je njegova odpornost proti koroziji v oksidativnih medijih zelo nizka; in zaradi visoke vsebnosti molibdena postane zlitina krhka in zmogljivost obdelave se poslabša. Da bi odpravili pomanjkljivosti te zlitine zaradi visoke vsebnosti molibdena, dodajajo niobij, vanadij, cirkonij in paladij na osnovi zlitin titanove faze. Tako ta zlitina ne le ohranja odlično korozijsko odpornost zlitine titana in molibdena; in izboljšati njihovo zmogljivost obdelave. Na primer, zlitina Ti-15Mo-5Zr, ne le zato, da bi se izognila izločanju w-faze zlitine Ti-15Mo, ki jo povzroči krhkost zlitine, izboljša učinkovitost postopka hladne obdelave in učinkovitost varjenja; ampak tudi izboljšati njegovo odpornost proti koroziji. Še en primer: zlitina Ti-15Mo-0.2Pd ima dobro odpornost proti koroziji v oksidacijskih in redukcijskih medijih. Ta zlitina vsebuje veliko število molibdena z visokim tališčem, visoko specifično težo, zato je proizvodnja v industrijskem obsegu brez ločevanja nečistoč v sestavi enotnih ingotov zlitine težje. Zato je trenutna metoda praškaste metalurgije za proizvodnjo izdelkov iz zlitine Ti-Mo.
(6) Ti - 2Ni zlitina te titanove zlitine kot strukturni material naprave za razsoljevanje, uporaba temperature je lahko do 200 stopinj ali več; in industrijski čisti titan lahko doseže samo 121 stopinj ali tako. In njegova odpornost na špranjo korozijo je boljša od industrijskega čistega titana. Vendar pa je področje uporabe te zlitine veliko ožje kot pri sistemskih zlitinah Ti-Pd in Ti-Mo. Odpornost proti koroziji je le v mravljinčni kislini, vroče talilni raztopini magnezijevega klorida boljša od industrijskega čistega titana; vendar je v klorovodikovi kislini odpornost proti koroziji žveplove kisline slabša od čistega titana. Zato je zlitina Ti-2Ni na splošno omejena na uporabo v nevtralni ali šibko redukcijski raztopini soli.
(7) Ti-6Al-4V (TC4) zlitina To je široko uporabljena titanova zlitina. Njegova korozijska odpornost je nekoliko slabša od industrijskega čistega titana, vendar ima še vedno zadovoljivo korozijsko odpornost proti morski vodi, številnim kislinam, alkalijam in drugim korozivnim medijem. Ima dobre celovite mehanske lastnosti. Do 400 stopinj je dobra moč. Pri -200 stopnji ima še vedno dobro duktilnost in žilavost. Ta zlitina ima dobro zmogljivost obdelave, lahko je hladno, vroče oblikovanje; v primeru preprečevanja onesnaževanja, njegova linija je podobna nerjavnemu jeklu, enostavno taljenje varjenje in uporovno varjenje, lahko različne strojne obdelave. In se lahko toplotno obdela, po kaljenju trdne raztopine lahko doseže večji učinek krepitve. Zato se ta zlitina običajno uporablja pri zahtevah visoke trdnosti ali visoke odpornosti proti koroziji; in ker je toplotna odpornost te zlitine dobra, se lahko uporablja kot 450 stopinj pod uporabo rezil in diskov kompresorja.
(8) Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo zlitina Ta zlitina je dobra za odpornost proti obrabi in stresno korozijsko razpoko morske vode z velikim pretokom; hkrati pa ima dobro žilavost in varivost ter je dobra titanova zlitina za pomorsko uporabo. 2. Toplotna trdnost titanove zlitine
(1) Ti-5Al-2.5Sn (TA7) Ta zlitina ima srednjo stopnjo trdnosti v žarjenem stanju (natezna trdnost 80 kg - sila / mm2 ali več) in zadostno duktilnost, dobro varjenje izvedba. Lahko se uporablja kot konstrukcijski material za uporabo do 500 stopinj. Lahko se uporablja do 900 stopinj za kratek čas. Njegova plošča in palica pri natezni trdnosti 350 stopinj lahko dosežeta 50 kg - sila / mm 2; po 100 urah trajne moči lahko doseže 45 kg - sile / mm 2.
2) Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr (TA8) To je + sestavljena zlitina z učinkom precipitacijskega utrjevanja. Ima visoko natezno trdnost pri sobni temperaturi (natezna trdnost nad 100 kg sile/mm2) in dobro toplotno odpornost ter se lahko uporablja kot material za rezila in diske kompresorjev, ki delujejo pri temperaturah do 450 stopinj. Material se lahko uporablja kot zlitina z visoko natezno trdnostjo (natezna trdnost nad 100 kg-force/mm2). Pri tej temperaturi lahko natezna trdnost palice doseže 72 kg - sila / mm 2; po 100 urah vzdržljivosti lahko doseže 70 kg - sila / mm 2, lezna trdnost lahko doseže kg - sila / mm 2.
3) Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B (TC7) To je + zlitina z difuznim izločanjem spojin. Zlitina ima natezno trdnost do 60 kg sile/mm2 pri 500 stopinjah; in ima dobro varivost. Uporablja se predvsem v obliki plošč in palic v komponentah letalskih motorjev pod 500 stopinj.
(4) Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si (TC9) To je trenutno domača uporaba bolj toplotno odporne titanove zlitine pri 450 ~ 500 stopinj. Ima visoko stopnjo trdnosti; in ima dobre mehanske lastnosti pri visokih temperaturah in toplotno stabilnost. Natezna trdnost pri sobni temperaturi lahko doseže 110 kg - sila / mm 2 ali tako, natezna trdnost pri 500 stopinjah pod natezno trdnostjo za vzdrževanje 85 kg - sila / mm 2 ali tako in po 100 urah vzdržljivosti lahko doseže 62 kg - sila / mm 2. To zlitino je torej mogoče dolgo časa uporabljati pri 500 stopinjah.
(5) Zlitina BT25 To je sistem deformacije Ti-Al-Zr-Sn-Mo-W-Si toplotno utrjene titanove zlitine, ki spada v martenzitni tip + dvofazna titanova zlitina. Zlitina po 950 ~ 970 stopinjah, 1 ura, zračno hlajena +560 stopinja, 6 ur, zračno hlajena toplotna obdelava, posledične mehanske lastnosti pri sobni temperaturi in 500 stopinj, 100 ur toplotne stabilnosti najboljše. Natezna trdnost pri sobni temperaturi je 105 kg-sila/mm2; ko se temperatura poveča na 550 stopinj, je natezna trdnost približno 80~85 kg sile/mm2, pri 600 stopinjah pa 66~78 kg sile/mm2. Meja utrujenosti za ciklično osnovo 2X107: 50~52 kg -sila/mm2 pri sobni temperaturi; in pri 500 stopinjah je 40~42 kg sile/mm2 Pri 450 stopinjah Ogrevanje do 10,000 ur pri 500 stopinjah, 6,000 ur pri 500 stopinjah in 3,{{52 }} ur pri 550 stopinjah, vsi imajo zadovoljivo toplotno stabilnost. To zlitino je torej mogoče uporabiti pri 550 stopinjah. Zmogljivost varjenja in plastičnost procesa sta dobri, je izdelava delov tlačnega motorja iz idealnega materiala.
3. Titanova zlitina za nizke temperature
(1) Ti - 13V - 11Cr - 3Al te titanove zlitine v - 100 stopinjah nižje, se je njena duktilnost začela znatno zmanjševati, zato se lahko uporablja kot {{5} } stopnje, ko so konstrukcijski materiali. Pri -100 stopinji je njegov raztezek približno 16 %; natezna trdnost približno 130 kg - sila / mm 2.
(2) Ti-6Al-4V (ELI) Ta element titanove zlitine z nizko režo se lahko uporablja kot konstrukcijski material za opremo, ki se uporablja pri -200 stopinjah, ker se njen raztezek šele začne zmanjševati znatno pri -200 stopnji. Vendar pa ima ta titanova zlitina pri -200 stopinjah natezno trdnost približno 130 kg sile/mm2. Vendar je pri -200 stopinjah raztezek te zlitine le okoli 10 odstotkov. To je uporaba te zlitine pri nizkih temperaturah.
(3) Ti-5Al-2.5Sn (ELI) Ta element titanove zlitine z nizko režo pri -250 stopinjah nižje, njen raztezek se še ni očitno spremenil, ostaja približno 15 %. medtem ko je natezna trdnost narasla na več kot 140 kg - sila / mm 2. Da bi ohranili dobro delovanje te zlitine pri nizkih temperaturah, je treba njeno vsebnost intersticijskih elementov strogo nadzorovati. Vsebnost železa je treba nadzorovati pod 0.25%; vsebnost kisika mora biti manjša od 0,12%; tudi vsebnost drugih intersticijskih elementov (vodik, dušik, ogljik) mora biti nižja od vsebnosti običajnih zlitin.
(4) Industrijski čisti titan (TA1, TA2) Ti dve vrsti industrijskega čistega titana z vsebnostjo železa 0.095 %, vsebnostjo kisika 0.{{9} }8 %; vsebnost vodika 0,0009 %; vsebnost dušika 0,0062%, natezna trdnost -269 stopinj pri 65 ~ 80 kg - sila / mm 2, približno dvakrat večja od natezne trdnosti pri sobni temperaturi. Njegov raztezek se zmanjša s 50 % pri sobni temperaturi na 40 %, vendar ima še vedno visoko duktilnost. Zato se ta dva industrijska čista titana lahko uporabljata kot -253 stopinj pod nizkotemperaturnimi materiali.
4. Posebni funkcionalni materiali na osnovi titana
(1) ki vsebuje 50 % titan niobija - titanove superprevodne zlitine pri -4K s superprevodnimi lastnostmi. Ta superprevodna zlitina se je začela uporabljati v industriji.
(2) ki vsebuje 50 % titanovega niklja – titanova zlitina ima pomemben učinek spomina oblike. Ta zlitina je bila uspešno uporabljena v letalski in vesoljski razpršilni anteni, letalski industriji, samonapenjalnem zatiču, spojih oljnih cevi, spominskih zakovicah, pa tudi v medicinski opremi, toplotnih motorjih in drugih napravah.
(3) titan-železova zlitina z lastnostmi shranjevanja vodika je zelo dober material za shranjevanje vodika. Uspešen razvoj te zlitine za reševanje težav pri shranjevanju in transportu vodika. Japonska in druge države uporabljajo napravo za shranjevanje vodika iz titana in železa vodikov avtomobil.
