Principen för titanlegeringar

Titanlegeringar är legeringar som består av titan som bas och andra element. Titan finns i två allotropa former: -titan med en tät-packad hexagonal struktur under 882 grader och -titan med en kropps-centrerad kubisk struktur över 882 grader .

Legeringselement kan klassificeras i tre kategorier baserat på deras inverkan på fasomvandlingstemperaturen:

① Element som stabiliserar fasen och ökar fasomvandlingstemperaturen kallas -stabiliserande element, inklusive aluminium, kol, syre och kväve. Aluminium är det huvudsakliga legeringselementet i titanlegeringar, vilket avsevärt förbättrar legeringens hållfasthet vid både rumstemperatur och höga temperaturer, minskar dess specifika vikt och ökar dess elasticitetsmodul.

② Element som stabiliserar fasen och minskar fasomvandlingstemperaturen kallas -stabiliserande element, som kan delas in ytterligare i isomorfa och eutektoida typer. Den förra inkluderar molybden, niob och vanadin; det senare inkluderar krom, mangan, koppar, järn och kisel.

③ Element som har liten effekt på fasomvandlingstemperaturen kallas neutrala element, inklusive zirkonium och tenn.

Syre, kväve, kol och väte är de viktigaste föroreningarna i titanlegeringar. Syre och kväve har hög löslighet i fasen, vilket avsevärt stärker titanlegeringar men minskar deras plasticitet. Syre- och kvävehalten i titan är typiskt specificerad att vara under 0,15–0,2 % respektive 0,04–0,05 %. Väte har mycket låg löslighet i fasen; överdriven väteupplösning i titanlegeringar kommer att bilda hydrider, vilket gör legeringen spröd. Vätehalten i titanlegeringar kontrolleras vanligtvis under 0,015 %. Upplösningen av väte i titan är reversibel och kan avlägsnas genom vakuumglödgning.