我國將工業(yè)純鈦分成三級,即TA1、TA2、TA3。這三種工業(yè)純鈦的間隙元素是逐漸增加的;而機(jī)械強(qiáng)度和硬度也隨著逐級增加。工業(yè)上大量的用作耐蝕材料的仍然是工業(yè)純鈦。這是因?yàn)楣I(yè)上常用的鈦合金是TA2。這種鈦合金的耐蝕性能和綜合機(jī)械性能適中。對耐磨(鈦板及鈦合金不耐磨)和強(qiáng)度要求較高時可采用TA3。
純鈦的性能
Ti:4.507 g/cm3,Tm:1688℃。具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,≤882.5℃為密排六方結(jié)構(gòu)的α相,≥882.5℃體心立方結(jié)構(gòu)的β相。
純鈦的強(qiáng)度低,但比強(qiáng)度高,塑性好,低溫韌性好,耐蝕性很高。鈦具有良好的壓力加工工藝性能,切削性能較差。鈦在氮?dú)庵屑訜峥砂l(fā)生燃燒,因此鈦在加熱和焊接時應(yīng)采用氬氣保護(hù)。
純鈦的分類
根據(jù)雜質(zhì)含量,鈦分為高純鈦(純度達(dá)99.9%)和工業(yè)純鈦(純度達(dá)99.5%)。工業(yè)純鈦有三個牌號,分別用TA+順序號數(shù)字1、2、3表示,數(shù)字越大,純度越低。
純鈦的用途
雜質(zhì)含量對鈦的性能影響很大,少量雜質(zhì)可顯著提高鈦的強(qiáng)度,故工業(yè)純鈦強(qiáng)度較高,接近高強(qiáng)鋁合金的水平,主要用于制造350℃以下溫度工作的石油化工用熱交換器、反應(yīng)器、船艦零件、飛機(jī)蒙皮等。
在鈦金屬材料中,包括鈦棒、鈦法蘭、鈦板等都分為純鈦和鈦合金兩種,鈦合金與純鈦相比是在純鈦中加入了Al、Mo、Cr、Sn、Mn、V等合金元素。因此,純鈦在機(jī)械性能方面有其特有的優(yōu)良性能和不同用途。
含一定量的氧、氮、碳、硅、鐵及其他元素雜質(zhì)的α相鈦。鈦含量不低于98%、含有少量氧、氮、氫、碳、硅和鐵等雜質(zhì)的致密金屬鈦。氧、氮、碳、氫和硅屬于間隙雜質(zhì)元素,鐵屬于替代式β穩(wěn)定元素。氧、氮、碳都能提高鈦的室溫抗拉強(qiáng)度,同時也會降低鈦的塑性,因此鈦中氧、氮、碳的含量都有比較嚴(yán)格的限制,特別是氧含量。氫在鈦中的溶解度很小,氫與鈦的反應(yīng)是可逆的。氫對鈦性能的主要影響表現(xiàn)為"氫脆",當(dāng)鈦中氫含量達(dá)到一定量后,將會大大提高鈦對缺口的敏感性,從而急劇地降低缺口試樣的沖擊韌性等性能。通常規(guī)定鈦中氫含量不得超過0.015%。鈦是現(xiàn)代宇宙航空科學(xué),海洋科學(xué)和核能發(fā)電等尖端科學(xué)工業(yè)所不可缺少的材料。鈦比一般金屬輕48%,且韌性強(qiáng),耐酸堿性、抗腐蝕、穩(wěn)定性高,高強(qiáng)度,良好彈性等優(yōu)點(diǎn),符合人體工程系,鈦對人體無毒,無任何輻射。
我國工業(yè)純鈦按GB/T3260-1994《鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成份》的規(guī)定共分為TAO、TA1、TA2、TA3四級。美國ASTM定為Gr1、Gr2、Gr3、Gr4四級,日本JIS標(biāo)準(zhǔn)分為1種、2種、3種、4種四級。