Temperatur
Das Legierungselement Titan hat zwei homogene Kristalle: dicht{0}gepacktes hexagonales Titan unter 882 Grad und raum{2}zentriertes kubisches Titan über 882 Grad. Legierungselemente können nach ihrem Einfluss auf die Phasenübergangstemperatur in drei Kategorien eingeteilt werden: ①Die Elemente, die die Phase stabilisieren und die Phasenübergangstemperatur erhöhen, sind stabile Elemente wie Aluminium, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Unter diesen ist Aluminium das Hauptlegierungselement der Titanlegierung, das offensichtliche Auswirkungen auf die Verbesserung der Normaltemperatur- und Hochtemperaturfestigkeit der Legierung, die Verringerung des spezifischen Gewichts und die Erhöhung des Elastizitätsmoduls hat. ②Das Element, das die Phase stabilisiert und die Phasenübergangstemperatur senkt, ist das -stabilisierende Element, das in zwei Typen unterteilt werden kann: isomorph und eutektoid. Ersteres umfasst Molybdän, Niob, Vanadium usw.; Letzteres umfasst Chrom, Mangan, Kupfer, Eisen, Silizium usw. ③ Die Elemente, die einen geringen Einfluss auf die Phasenübergangstemperatur haben, sind neutrale Elemente wie Zirkonium und Zinn.
Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff sind die Hauptverunreinigungen in Titanlegierungen. Sauerstoff und Stickstoff sind in der Phase besser löslich, was einen deutlich festigenden Effekt auf die Titanlegierung hat, jedoch die Plastizität verringert. Normalerweise wird festgelegt, dass der Sauerstoff- und Stickstoffgehalt in Titan unter 0,15–0,2 % bzw. 0,04–0,05 % liegt. Die Löslichkeit von Wasserstoff in der Phase ist sehr gering und zu viel in der Titanlegierung gelöster Wasserstoff erzeugt Hydride, die die Legierung spröde machen. Im Allgemeinen wird der Wasserstoffgehalt in Titanlegierungen auf unter 0,015 % kontrolliert. Die Auflösung von Wasserstoff in Titan ist reversibel und kann durch Vakuumglühen entfernt werden.
Zusammensetzung
Titanlegierungen können entsprechend der Phasenzusammensetzung in drei Kategorien eingeteilt werden: Legierungen, (+)-Legierungen und Legierungen. In China werden sie durch TA, TC und TB vertreten.
① Die Legierung enthält eine bestimmte Menge an Elementen, die die Phase stabilisieren, und besteht hauptsächlich aus der Phase im Gleichgewichtszustand. Alpha-Legierung hat ein geringes spezifisches Gewicht, gute thermische Festigkeit, gute Schweißbarkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Der Nachteil besteht darin, dass es eine geringe Raumtemperaturfestigkeit aufweist und normalerweise als hitzebeständiges Material und korrosionsbeständiges Material verwendet wird. Alpha-Legierungen können im Allgemeinen in vollständige Alpha-Legierungen (TA7), nahezu Alpha-Legierungen (Ti-8Al-1Mo-1V) und Alpha-Legierungen mit einer geringen Menge an Verbindungen (Ti-2,5Cu) unterteilt werden. ② Die (+)-Legierung enthält eine bestimmte Menge stabiler -Phasen- und -Phasenelemente, und die Struktur der Legierung im Gleichgewichtszustand ist -Phase und -Phase. (+)-Legierung hat eine mittlere Festigkeit und kann durch Wärmebehandlung verstärkt werden, ihre Schweißleistung ist jedoch schlecht. (+)-Legierungen sind weit verbreitet und die Produktion von Ti-6Al-4V-Legierungen macht mehr als die Hälfte aller Titanmaterialien aus.
③ Die Legierung enthält viele phasenstabilisierende Elemente, die alle Hochtemperaturphasen auf Raumtemperatur halten können. Beta-Legierungen können im Allgemeinen in wärmebehandelbare Beta-Legierungen (meta-stabile Beta-Legierungen und nahezu -meta-stabile Beta-Legierungen) und thermisch stabile Beta-Legierungen unterteilt werden. Die wärmebehandelbare Legierung weist im abgeschreckten Zustand eine ausgezeichnete Plastizität auf und die Zugfestigkeit kann durch Alterungsbehandlung 130–140 kgf/mm2 erreichen. Beta-Legierungen werden üblicherweise als Materialien mit hoher-Festigkeit und hoher-Zähigkeit verwendet. Die Nachteile sind ein hohes spezifisches Gewicht, hohe Kosten, eine schlechte Schweißleistung und eine schwierige Schneidverarbeitung.
