钛及钛合金的二元相图的四种类型全国能源

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钛及钛合金的二元相图的四种类型钛及钛合金的二元相图的四种类型:1、第一种类型与α和β均形成连续互溶的相图。只有2个即Ti-Zr和Ti-Hf系。钛、锆、铪是同族元素,其原子外层电子构造一样,点阵类型相同,原子半径相近。这两元素在α钛和β钛中溶解能力相同,对α相和β相的稳定性能影响不大。温度高时,锆的强化作用较强,因此锆常作为热强钛合金的组元。2、第二种类型β是连续固溶体,α是有限固溶体。有4个:Ti-VTi-NbTi-TaTi-Mo系。V、Nb、Ta、Mo四种金属只有一种一种体心立方,所以它们与具有相同晶型的β-Ti形成连续固溶体,而与密排六方点阵的α-Ti形成有限固溶体。V属于稳定β相的元素,并且随着浓度的提高,它急剧降低钛的同素异晶转变温度。V含量大于15%时,通过淬火可将β相固定到室温。对于工业钛合金来说,V在α钛中有较大的浓度(3%),这样可以得到将单相α合金的优点(良好的焊接性)和两相合金的有点(能热处理强化,比α合金的工艺塑性好)结合在一起的合金。Ti-V系中无共析反应和金属化合物。Nb在α钛中溶解度大致和V相同(约4%),但作为β稳定剂的效应低很多。Nb含量大于37%时,可淬火成全β组织。Mo在α钛中的溶解度不超过1%,而β稳定化效应最大。Mo含量大于1%时,可淬火成全β组织.Mo的添加有效地提高了室温和高温的强度。Mo室温一个缺点是熔点高,与钛不易形成均匀的合金。加入Mo时,一般是以Mo-Al中间合金形式(通过钼氧化物的铝热还原过程制得)加入。3、第三种类型与α、β均有限溶解,并且有包析反应的相图。Ti-Al、Ti-Sn、Ti-Ca、Ti-B、Ti-C、Ti-N、Ti-O等。5%~25%Al浓度范围内的相区范围内存在有序化的α2(Ti3X)相,它会使合金的性能下降。铝当量Al*=Al%+1/3Sn%+1/6Zr%+1/2Ga%+10[O]%≤8%~9%。只要铝当量低于8%~9%,就不会出现α2相。Sn是相当弱的强化剂,但能显著提高热强性,以锡合金化时,其室温塑性不降低而热强性增加。微量的B可细化钛及其合金的大晶粒,Ga可以与钛良好溶合,并显著提高钛合金的热强性。氧是较“软”的强化剂,在含量允许的范围内时,不仅可保证所需的强度水平,而且可以保证足够高的塑性。4、第四种类型与α、β均有限溶解,并且有共析分解的相图,有Ti-Cr、Ti-Mn、Ti-Fe、Ti-Co、Ti-Ni、Ti-Cu、Ti-Si、Ti-Bi、Ti-W、Ti-H。Ti-Cr系中,形成的Ti2Cr化合物有两种同素异晶形式,其固溶体以δ和γ表示。Cr属于β稳定元素,在α钛中的溶解度不超过0.5%。Cr含量大于9%时,通过淬火可将β相固定到室温。Cr可以使钛合金有好的室温塑性并有高的强度,同时可保证有高的热处理强化效应。Ti-W系中,会产生偏析转变:β”α+。偏析反应温度较高,β′′Ti-W系的热稳定性比Ti-Cr合金高的多。W在α钛中的溶解度不高。W含量大于25%时,通过淬火可将β相固定到室温。氢降低钛的同素异晶转变温度,形成共析反应,从而使β固溶体分解而形成α相和钛的氢化物,在共析温度下氢在α钛中的溶解度为0.18%。氢组成间隙型固溶体,属于有害杂质,会引起钛合金的氢脆。在非合金化钛和以α组织为基的单相钛合金中,氢脆的主要原因是脆性氢化物相的析出,急剧降低断裂强度。在两相合金中,不形成氢化物,但形成氢的过饱和固溶体区,在低速变形时引起脆性断裂。在β相含量小的合金中,这两种产生联合作用。纯钛和近α组织的钛合金对氢脆最敏感。随着合金中β相含量增加,其氢脆敏感性减弱。免责声明:以上内容转载自钛之家,所发内容不代表本平台立场。全国能源信息平台联系-,邮箱:hz

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