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高强度铸造锻件钛合金的应用

2021-05-24 08:58:54

钛被誉为仅次于铁、铝的正在崛起的“第三金属”,是在20世纪50年代发展起来的一种重要金属。钛合金具有密度小,比强度高,耐腐蚀性好,高温和低温力学性能优良,生物相容性好等特点,世界上越来越多的国家认识到钛合金的重要性,相继对其进行研究开发,并且在航空航天、舰船、石油化工、冶金、汽车、体育和生物医学等诸多领域得到了很好的应用。大部分铸造钛合金基本上沿用了变形钛合金的成分并具有满意的铸造工艺性能,但也并不是所有的变形钛合金都适合用作铸造合金,如美国早期使用的Ti-8Mn及Ti-4Al-4Mn合金的铸造性能都很差。如同变形合金一样,铸造钛合金按相的组成可分为α合金、近α合金、α+β合金及β合金;按应用情况可分为中温中强钛合金、高强度钛合金、高温钛合金、低温钛合金、抗腐蚀钛合金及生物工程钛合金。

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在我国,钛及钛合金的研究和发展已经历了40余年历史,中国钛工业商业规模生产始于20世纪60年代中期。经40余年发展,依靠自身钛资源及技术力量建立了完整的工业体系,我国已成为第五大钛工业国,钛及其合金的研究、生产和应用在国民经济中起着越来越重要的作用。

铸造产品对于大多数诸如铜、铁和铝等传统合金来说,力学性能都低于锻造材料的产品。然而,在钛冶金学中,钛合金的铸造产品和锻造的产品几乎一样好,尤其高强度钛合金锻件造产品其性能更优于锻件。钛合金几乎是一种可用铸造产品替代锻造产品的系统合金。

通过钛及钛合金的铸造的钛锻件可直接制造形状复杂零件,免去大量机械加工工序,提高材料利用率,这对价格较高的钛及钛合金来说极重要。钛及钛合金锻件的开发利用使供需双方均获满意经济效果。因钛合金铸件质量不断提高,加上十多年的使用经验,及钛合金铸件在诸如飞机结构件上的使用安全可靠,钛合金已广为设计人员所接受。

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