Klassifizierung, Eigenschaften und Anwendungen von Titanlegierungen:

Titan ist eine neue Art von Bai-Metall. Die Leistung von Titan hängt mit dem Gehalt an Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zusammen. Das reinste Titaniodid enthält nicht mehr als 0,1% Dao, aber seine Festigkeit und Plastizität sind gering. hoch. Die Leistung von 99,5% industriellem reinem Titan beträgt: Dichte ρ = 4,5 g / Kubikzentimeter, Schmelzpunkt 1725 ℃, Wärmeleitfähigkeit λ = 15,24 W / (mK), Zugfestigkeit σb = 539 MPa, Dehnung δ = 25%, Querschnittsschrumpfung ψ = 25%, Elastizitätsmodul E = 1,078 × 105 MPa, Härte HB195.

1. Hohe Festigkeit
Die Dichte der Titanlegierung beträgt im Allgemeinen etwa 4,51 g / cm³, was nur 60% Stahl entspricht. Die Dichte von reinem Titan liegt nahe an der von gewöhnlichem Stahl. Einige hochfeste Titanlegierungen übertreffen die Festigkeit vieler legierter Baustähle. Daher ist die spezifische Festigkeit (Festigkeit / Dichte) der Titanlegierung viel größer als die anderer Metallstrukturmaterialien. Siehe Tabelle 7-1, in der Teile mit hoher Einheitsfestigkeit, guter Steifigkeit und geringem Gewicht hergestellt werden können. Die Triebwerkskomponenten, das Skelett, die Haut, die Befestigungselemente und das Fahrwerk des Flugzeugs verwenden alle Titanlegierungen.

2. Hohe thermische Intensität
Die Betriebstemperatur ist mehrere hundert Grad höher als die einer Aluminiumlegierung. Es kann immer noch die erforderliche Festigkeit bei mittlerer Temperatur beibehalten. Es kann lange bei einer Temperatur von 450 of 500 ℃ arbeiten. Diese beiden Arten von Titanlegierungen sind immer noch sehr hoch im Bereich von 150 ～ still 500 ℃. Spezifische Festigkeit, während die spezifische Festigkeit der Aluminiumlegierung bei 150 ° C signifikant abnimmt. Die Arbeitstemperatur der Titanlegierung kann 500 ° C erreichen, während die der Aluminiumlegierung unter 200 ° C liegt.

3. Gute Korrosionsbeständigkeit
Titanlegierung arbeitet in feuchter Atmosphäre und Meerwassermedium, ihre Korrosionsbeständigkeit ist weitaus besser als bei Edelstahl; Es ist besonders beständig gegen Lochfraß, Säurekorrosion und Spannungskorrosion. Es ist beständig gegen Alkali, Chlorid, organische Chlorstoffe, Salpetersäure und Schwefelsäure. Es hat eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Titan hat jedoch eine schlechte Korrosionsbeständigkeit gegenüber Medien mit reduzierenden Sauerstoff- und Chromsalzen.

4. Gute Leistung bei niedrigen Temperaturen
Titanlegierungen können ihre mechanischen Eigenschaften bei niedrigen und extrem niedrigen Temperaturen beibehalten. Titanlegierungen mit guter Leistung bei niedrigen Temperaturen und extrem niedrigen Zwischenelementen wie TA7 können einen gewissen Grad an Plastizität bei -253 ° C beibehalten. Daher ist die Titanlegierung auch ein wichtiges Niedertemperatur-Strukturmaterial.

5. Hohe chemische Aktivität
Titan hat eine hohe chemische Aktivität und erzeugt starke chemische Reaktionen mit O, N, H, CO, CO2, Wasserdampf, Ammoniak usw. in der Atmosphäre. Wenn der Kohlenstoffgehalt größer als 0,2% ist, bildet sich in der Titanlegierung hartes TiC; Wenn die Temperatur höher ist, bildet es auch eine TiN-Hartoberflächenschicht, wenn es mit N wechselwirkt. Wenn die Temperatur über 600 ° C liegt, absorbiert Titan Sauerstoff, um eine gehärtete Schicht mit hoher Härte zu bilden. Eine Erhöhung des Wasserstoffgehalts bildet auch eine Versprödungsschicht. Die Tiefe der durch Absorption von Gas erzeugten harten und spröden Oberflächenschicht kann 0,1 bis 0,15 mm erreichen, und der Härtungsgrad beträgt 20 bis 30%. Titan hat auch eine hohe chemische Affinität und ist leicht an der Reibfläche zu haften.

6. Geringe Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Titan λ = 15,24 W / (m.K) beträgt etwa 1/4 Nickel, 1/5 Eisen und 1/14 Aluminium. Die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Titanlegierungen ist etwa 50% niedriger als die von Titan. Der Elastizitätsmodul der Titanlegierung beträgt etwa die Hälfte des Elastizitätsmoduls von Stahl, hat also eine geringe Steifigkeit und ist leicht zu verformen. Es ist nicht geeignet, schlanke Stangen und dünnwandige Teile herzustellen. Die Rückfederung der bearbeiteten Oberfläche während des Schneidens ist sehr groß, etwa 2 ～ 3 aus rostfreiem Stahl. Zeiten, die zu starker Reibung, Adhäsion und Klebstoffverschleiß an der Flanke des Werkzeugs führen.

Vergleichstabelle der in verschiedenen Ländern häufig verwendeten Titan- und Titanlegierungsqualitäten

Numbering	China GB/T	International standard ISO	USA ASTM	Russia TOCT	France NF	Germany DIN	Japan JIS
1	TA1	Grade1	GradeF1	BT1-00	T40	Ti1	Level 1
2	TA2	Grade2	GradeF2	BT1-0	T40	Ti3	Level 2
3	TA3	Grade4A/4B	GradeF3	BT1-0	T40	Ti4	Level 2
4	TA4	Grade3	GradeF4	BT1-0	T40	Ti4	Level 3
5	TC4	TiAl6v4	GradeF5	BT6	TA6V	TiAl6V4	YATB640
6	TC11	–	–	BT9	–	–	–

 

Material Name	Chinese standard	USA standard
Blech aus Titan und Titanlegierung	GB/T3621	ASTM B265
Stäbe aus Titan und Titanlegierungen	GB/T2965	ASTM B348
Rohr aus Titan und Titanlegierung	GB/T3624	ASTM B337
Rohre aus Titan und Titanlegierungen für Wärmetauscher und Kondensatoren	GB/T3625	ASTM B338
Streifen und Folien aus Titan und Titanlegierungen	GB/T3622	ASTM B265
Kuchen und Ringe aus Titan und Titanlegierungen	GB/T16598	ASTM B381
Draht aus Titan und Titanlegierung	GB/T3623	ASTM B863
Verarbeitete Materialien aus Titan und Titanlegierungen für chirurgische Implantate	GB/13810	ASTM F67
		ASTM F136

Häufig verwendete Titan- und Titanlegierungsqualitäten und chemische Zusammensetzung (GB / T 3620.1-2007)

Alloy grade

Chemische Zusammensetzungsgruppe

Main ingredients/%

Ti

Al

Sn

Mo

V

Cr

Fe

Mn

Zr

Pd

Chinese standard

USA standard

Russia standard

Janpan Standard

TA1ELI

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TA1

GR1

BT1-0

TP270

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TA1-1

GR1

BT1-00

Industrielles reines Titan

≤0.20

–

–

–

–

–

–

–

–

TA2ELI

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TA2

GR2

TP340

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TA3ELI

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TA3

GR3

TP450

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TA4ELI

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TA4

GR4

TP550

Industrielles reines Titan

–

–

–

–

–

–

–

–

–

TC4ELI

Ti-6Al-4VELI

5.5～6.5

–

–

3.5～4.4

–

–

–

–

–

TC4

GR5

BT6

TAP6400

Ti-6Al-4V

5.5～6.75

–

–

3.5～4.5

–

–

–

–

–

TA9

GR7

TP340Pb

Ti-0.2Pd

–

–

–

–

–

–

–

–

0.12～0.25

TA9-1

GR11

Ti-0.3Pd

–

–

–

–

–

–

–

–

0.12～0.26

TA18

GR9

OT4-B

TAP3250

Ti-3Al-2.5V

2.0～3.5

–

–

1.5～3.0

–

–

–

–

–

TA10

GR12

Ti-0.3Mo-0.8Ni

–

–

0.2～0.4

–

–

–

–

–

–

Main ingredients/%					Impurities, not more than/%
Ni	Cu	Nb	Si	B	Fe	C	N	H	O	Other elements
										single	total
–	–	–	–	–	0.1	0.03	0.012	0.008	0.1	0.05	0.2
–	–	–	–	–	0.2	0.08	0.03	0.015	0.18	0.1	0.4
–	–	–	≤0.08	–	0.15	0.05	0.03	0.003	0.12	–	0.1
–	–	–	–	–	0.2	0.05	0.03	0.008	0.1	0.05	0.2
–	–	–	–	–	0.3	0.08	0.03	0.015	0.25	0.1	0.4
–	–	–	–	–	0.25	0.05	0.04	0.008	0.18	0.05	0.2
–	–	–	–	–	0.3	0.08	0.05	0.015	0.35	0.1	0.4
–	–	–	–	–	0.3	0.05	0.05	0.008	0.25	0.05	0.2
–	–	–	–	–	0.5	0.08	0.05	0.015	0.4	0.1	0.4
–	–	–	–	–	0.25	0.08	0.03	0.012	0.13	0.1	0.3
–	–	–	–	–	0.3	0.08	0.05	0.015	0.2	0.1	0.4
–	–	–	–	–	0.3	0.08	0.03	0.015	0.25	0.1	0.4
–	–	–	–	–	0.2	0.08	0.03	0.015	0.18	0.1	0.4
–	–	–	–	–	0.25	0.08	0.05	0.015	0.12	0.1	0.3
0.6～0.9	–	–	–	–	0.3	0.08	0.03	0.015	0.25	0.1	0.4