钢铁与钛金属比较研究论文

钛合金的密度小于铁，所以同样体积的钛合金轻于铁，而且钛强度高，有极强的韧性，所以前苏联用钛合金制造了塞拉级和阿尔法级两型核潜艇的耐压体壳，它被称为宇宙金属。但是钛金属加工困难成本高。

以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金.钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料.研究范围：钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛合金、β型钛合金和α＋β型钛合金.研究范围还包括钛合金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合金的军用和民用等.应用：钛合金是一种新型结构材料,它具有优异的综合性能,如密度小（~ cm-3）,比强度和比断裂韧性高,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好,低温韧性良好,抗蚀性能优异,某些钛合金的最高工作温度为550��C,预期可达700��C.因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用,发展迅猛.轻合金、钢等的（σ密度）与温度的关系,钛合金的比强高于其他轻金属、钢和镍合金,并且这一优势可以保持到500��C左右,因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件.钛产量中约80%用于航空和宇航工业.例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中,钛合金约占21%,主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件.F-15战斗机的机体结构材料,钛合金用量达7000kg ,约占结构重量的34%.波音757客机的结构件,钛合金约占5%,用量达3640 kg.麦克唐纳 道格拉斯（Mc-Donnell-Dounlas）公司生产的DC10飞机,钛合金用量达5500kg,占结构重量的10%以上.在化学和一般工程领域的钛用量：美国约占其产量的15%,欧洲约占40%.由于钛及其合金的优异抗蚀性能,良好的力学性能,以及合格的组织相容性,使它用于制作假体装置等生物材料.特点：钛金属的密度较小,为,仅为铁的60%,通常与铝、镁等被称为轻金属,其相应的钛合金、铝合金、镁合金则称为轻合金.世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对钛合金材料进行研究开发,并且得到了实际应用.钛是二十世纪五十年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、易焊接等特点而被广泛用于各个领域,尤其是强度高、易焊接性能有利于高尔夫杆头的制造.第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al（铝）-4V（矾）合金.Ti-6Al-4V合金在耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性方面均达到较好水平.Ti-6Al-4V合金使用量已占全部钛合金的75~85%.许多其它合金可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型.目前,世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有二十至三十种,例如,有Ti-6Al-4V、、、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、Ti-811、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1100、BT9、BT20、IMI829、IMI834等；用于球杆制造的有10-2-3,SP700,15-3-3-3（通常所说的β钛）,22-4,DAT51.钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl,此处x=1或3）四类.下表列出了四类典型钛合金及特点.类别 典型合金 特点 α Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 强韧性一般,焊接性能好 抗氧化强,蠕变强度较高 较少应用在高尔夫球刊刊头制造上 α+β Ti-6Al-4V Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 强韧性中上,可热化处理强,可焊 疲劳性能好,多应用于铸造刊头 如铁杆、球道木等 β Ti-13V-11Cr-3Al Sp700 Ti-15va-3Cr-3Al-3Ni 强度高,热处理强化能力强 可锻性及冷成型性能好 可适用多种焊接方式 TixAl Ti3Al(α2)及TiAl(Y0

不能。钛合金兵器硬度高。钛合金兵器硬。