钛及钛合金的二元相图四种表率
(1)第一种表率与α和β均孕育不断互溶的相图。惟独2个即Ti-Zr和Ti-Hf系。钛、锆、铪是本家元素,其原子外层电子构造相同,点阵表率雷同,原子半径相近。
这两元素在α钛和β钛中熔解才力雷同,对α相和β相的平稳功能影响不大。温度高时,锆的加强影响较强,因此锆常做为热强钛合金的组元。
(2)第二种表率β是不断固溶体,α是有限固溶体。有4个:Ti-VTi-NbTi-TaTi-Mo系。V、Nb、Ta、Mo四种金属惟独一种一种体心立方,因此它们与具备雷同晶型的β-Ti孕育不断固溶体,而与密排六方点阵的α-Ti孕育有限固溶体。V属于平稳β相的元素,况且跟着浓度的抬高,它赶紧低落钛的同素异晶变化温度。V含量大于15%时,经过淬火可将β相稳固到室温。
关于产业钛合金来讲,V在α钛中有较大的浓度(3%),如此能够获得将单相α合金的好处(杰出的焊接性)和两投合金的有点(能热管教加强,比α合金的工艺塑性好)连系在一同的合金。Ti-V系中无共析反响应金属化合物。Nb在α钛中熔解度大抵和V雷同(约4%),但做为β平稳剂的效应低许多。Nb含量大于37%时,可淬火玉成β机关。Mo在α钛中的熔解度不高出1%,而β平稳化效应最大。Mo含量大于1%时,可淬火玉成β机关.Mo的增加灵验地抬高了室温顺高温的强度。Mo室温一个毛病是熔点高,与钛不易孕育平匀的合金。参预Mo时,寻常因此Mo-Al中心合金体例(经过钼氧化物的铝热复原历程制得)参预。
(3)第三种表率与α、β均有限熔解,况且有包析反映的相图。Ti-Al、Ti-Sn、Ti-Ca、Ti-B、Ti-C、Ti-N、Ti-O等。5%~25%Al浓度界限内的相区界限内存在有序化的α2(Ti3X)相,它会使合金的功能下落。铝当量Al*=Al%+1/3Sn%+1/6Zr%+1/2Ga%+10[O]%≤8%~9%。唯有铝当量低于8%~9%,就不会呈现α2相。Sn是相当弱的加强剂,但能显著抬高热强性,以锡合金化时,其室温塑性不低落而热强性增长。微量的B可细化钛及其合金的大晶粒,Ga能够与钛杰出溶合,并显著抬高钛合金的热强性。氧是较“软”的加强剂,在含量准许的界限内时,不只可保证所需的强度程度,况且能够保证充沛高的塑性。
(4)第四种表率与α、β均有限熔解,况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,孕育的Ti2Cr化合物有两种同素异晶体例,其固溶体以δ和γ示意。Cr属于β平稳元素,在α钛中的熔解度不高出0.5%。Cr含量大于9%时,经过淬火可将β相稳固到室温。Cr能够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管教加强效应。W在α钛中的熔解度不高。W含量大于25%时,经过淬火可将β相稳固到室温。氢低落钛的同素异晶变化温度,孕育共析反映,进而使β固溶体分解而孕育α相和钛的氢化物,在共析温度下氢在α钛中的熔解度为0.18%。氢构成空隙型固溶体,属于无益杂质,会引发钛合金的氢脆。在非合金化钛和以α机关为基的单相钛合金中,氢脆的首要因为是脆性氢化物相的析出,赶紧低落断裂强度。
在两投合金中,不孕育氢化物,但孕育氢的过饱和固溶体区,在低速变形时引发脆性断裂。在β相含量小的合金中,这两种孕育联协影响。纯钛和近α机关的钛合金对氢脆最敏锐。跟着合金中β相含量增长,其氢脆敏锐性减轻。
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