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怎樣才能讓鈦合金被廣泛使用
2021-10-21

高純度金屬鈦是有光澤的白色金屬│↟,密度低✘₪✘✘、強度高✘₪✘✘、易於加工成形│↟,具有良好的抗腐蝕性◕·。工業純鈦雖然具有優良的耐蝕性和生物相容性│↟,但其強度和耐磨性並不理想◕·。1954年│↟,美國研製成功Ti6Al4V合金│↟,由於它的耐熱性✘₪✘✘、強度✘₪✘✘、塑形✘₪✘✘、韌性✘₪✘✘、成形性✘₪✘✘、可焊性✘₪✘✘、耐蝕性和生物相容性均較好│↟,而成為鈦合金工業中的王牌合金│↟,該合金的使用量已佔全部鈦合金的75%~85%◕·。目前│↟,在醫學領域中廣泛使用的是Ti6Al4V ELI合金◕·。


鈦及鈦合金雖已取得了顯著的發展│↟,但由於其工藝效能較差│↟,鈦合金廠家對鈦的提煉與加工製造成本相當高│↟,從而限制了其合金體系的發展與應用領域◕·。


由於鈦在高溫下的化學活性很高│↟,極容易被氧✘₪✘✘、氮✘₪✘✘、碳等元素汙染│↟,因此鈦合金的加工製造過程要求是非常高的◕·。因此│↟,鈦合金材料的製造成本十分昂貴│↟,應用領域受到限制│↟,目前大多用在飛機結構✘₪✘✘、航空器│↟,石油和化學工業等高科技行業◕·。


鈦合金的剛性差✘₪✘✘、導熱性差造成區域性高溫而產生粘刀等│↟,因此加工工藝過程較為困難◕·。通常鈦合金的加工性只有45鋼的20%~40%│↟,硬度370又太硬加工困難◕·。另外鈦的化學活潑性高│↟,很容易與氣體雜質化合◕·。溫度超過600℃時│↟,鈦被氧化成脆化層│↟,即所謂“組織α化層”;與氫產生氫脆性;與氮在高溫下形成硬而脆的氮化鈦(TiN)│↟,加劇刀具磨損◕·。另外│↟,鈦合金可與刀具材料的元素髮生化學結合│↟,造成嚴重的粘結磨損◕·。


如何進一步開發鈦合金的提純與合金化工藝│↟,並最佳化機械加工手段│↟,進一步降低鈦合金產品的製造成本│↟,是能否促使鈦合金廣泛應用的關鍵◕·。



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