钛金属的各项性能及解析

钛的耐热性能

通常铝在150℃、不锈钢在310℃即失去了原有性能,而钛合金在500~600℃左右仍保持良好的力学性能。当飞机速度达到2.7马赫时,飞机结构表面温度达到230℃,铝合金和镁合金已不能使用,而钛合金则能满足要求。钛的耐热性能好,它用于航空发动机压气机的盘和叶片以及飞机后机身的蒙皮。

钛的低温性能

某些钛合金(如Ti-5Al-2.5SnELI)的强度随温度的降低而提高,但塑性降低得不多,在低温下仍有较好的延性及韧性,适宜在超低温下使用。可用于液氢、液氧火箭发动机上,或在载人飞船上作超低温容器和贮箱使用。

钛的磁性及其用途

钛本身没有磁性,不含铁的钛合金也没有磁性,所以,能有效避免磁干扰。用于潜艇壳体,不会引起水雷的爆炸。除用于国防、空军、武器制造外,还广泛应用于铁路工程、通信、航天、航空、高新技术实验室、医院(扫描、X射线、磁共振成像、心电图、阴极射线显像管)、医药、核工业、核磁共振、磁谱仪、高特斯拉的磁体、户外作业、码头建设、潜水、化工、消防、海水淡化、造船、离岸石油天然气平台、盐业等。

钛的导热性

钛合金的势是率小，即升温快、传热慢，其热导率仅为钢的1/5，铝的1/13，铜的1/25。导热性不好是钛的一个缺点，但在某些场合下可以利用钛的这一特征。

钛的弹性模量

钛的弹性模量仅为钢的一半,作为结构材料使用时,弹性模量低是个缺点，易于挠曲。

钛的拉伸强度与屈服强度

Ti-6Al-4V钛合金拉伸强度为 960MPa，屈服强度为 892MPa，两者之间相差只有58MPa。这种特点造成加工过程中，钛的回弹比较大,需要注意克服。

钛在高温下状态

钛同氢、氧的结合力强，要注意防上氧化和吸氢、钛材焊接要在氩气保护下进行，防止污染。钛管与薄板要在真空下热处理，钛锻件的热处理时要控制微氧化性气氛。

钛的抗阻尼性能及其用途

用钛及其他金属材料(铜、钢)制成形状和大小完全一样的钟,用同等的力敲击不同的钟时,我们发现,用钛做的钟振荡起来声音持续的时间长,即通过敲击给予钟的能量不容易消失,这就说明钛的阻尼性能低，可用钛制作多种乐器。

钛及钛合金的三种特殊功能

钛的形状记忆功能、超导功能和吸氢功能,称为钛及钛合金的三种特殊功能。

钛的形状记忆功能

一定比例的 Ti-Ni 合金，在一定的温度条件下，能够恢复它原来的形状，即其具有形状记忆功能，称这种材料为形状记忆合金。现在,形状记忆合金已广泛应用于航空航天、舰船、兵器、医疗及工业用途。

钛的超导功能

当温度下降到接近绝对零度时,Nb-Ti合金制成的导线，会失去电阻,呈现超导性。任意大的电流通过,导线都不会发热,也没有能耗，Nb-Ti被称为超导材料。

钛的吸氢功能

一定比例Ti-Fe合金，具有大量吸收氢气的本领。利用这一特征，可把氢安全的贮存起来，在一定条件下还可以让贮Ti-Fe合金把氢放出来,使氢的贮存在使用钢制高压气瓶外多了一个选择。这种性能称为钛的吸氢功能,具有这种功能的材料称为贮能材料。