鈦及稀有金屬在磨料磨具行業的應用 |
發布時間:2014/8/20 |
鈦及鈦合金是一種新興金屬的工程材料。具有比重小、高比強、耐高溫、耐腐蝕、超導性、記憶性、親生物性能,不僅是航空、航天、兵器、艦船等軍事工業中不可缺少的結構材料;而且在民用工業領域內,如化工、石油、石油化工等部門也廣泛應用。因此,鈦工業的發展和鈦結構的應用,受到世界各國的重視,鈦及鈦合金被人們譽為現代“新金屬”。 一、鈦的特性 鈦是一種與鋼相似的銀灰色光澤金屬,屬于難熔稀有金屬,近年來有人把它列為輕有色金屬。 金屬鈦具有兩種同素異結構,在1625℃時為密排六方晶格的結構,在1625~3140℃范圍內是穩定的體心立方β相。二、鈦的物理性能 (1)比重小、強度高、比強度大。 鈦的比重為4.5g/ cm2 ,僅為鐵的比重的0.577。是鋁比重的1.7倍,鈦合金的比強度是鋁合金1.3倍,是鋼的1.5倍,在-253~600℃范圍內它的比強度(抗拉強度/密度)在金屬材料中幾乎最高。 (2)無磁性。鈦在很強大的磁場中也不會磁化。 (3)熔點高:鈦的熔點為1668℃,沸點為3400℃,稍高于鐵、鎳,遠高出鉛、鎂1000℃有余。因此鈦作為輕型耐熱材料具有良好的基礎。耐熱鈦合金的長期工作溫度遠遠超過鋁合金和鎳長期工作溫度,耐熱鈦合金可在不超過500℃的溫度下長期工作,研制的新型鈦合金其長期工作溫度還要高,因此,有人認為如果沒有鈦,2.7馬赫以上的超音飛機實際上是不可能制成,在超硬材料生產中保護頂錘損耗。生產金剛石復合片,立方氮化硼復合片用鈦片、鈦杯等。 (4)膨脹系數小 鈦膨脹系數為8.2×10-6 /℃,因此鈦在受熱或急冷時熱應力小,鈦金屬結構或設備在溫度急劇變化的環境中使用是可靠的,鈦的膨脹系數為碳鋼的1/5,相當于不銹鋼一半。 (5)導熱性差:鈦的導熱率為0.036卡/厘米.秒.度 導熱系數僅為鋼的1/5,鋁的1/3,銅的1/2,有粘性。對于鈦的成型加工來說,這一特點不利于切削加工;焊接時焊縫易得到粗晶或過熱組織;熱加工需要適當長的保溫時間。對使用而言,導熱性差,固然不足,易形成高的溫度梯度,并易產生熱應力及冷疲勞。 (6)彈性模量(E=Q/E)較低;鈦的彈性模量為65~110MPa/mm2,雖比鋁、鎂高得多,但鈦的比重小,可通過增加結構材料的斷面尺寸來補充其剛性不足。對于鈦的冷成型加工來說,由于彈性模量較低,加工時回彈性大,不易冷成型。 (7)抗拉強度與屈服強度很接近,抗阻尼性低耐熱性好,傳熱慢,對超硬材料生產不易燒壞導電鋼碗,對保護頂錘大有好處。 (8)耐蝕性能好。工業鈦在許多化學介質中都有優異的耐蝕性,其耐蝕性能超過不銹鋼,尤其是在氧化性,中性介質中呈現了優異耐蝕性。在超硬材料電鍍制品用鈦網籃、鈦掛具、鈦陽極板,是優選的金屬材料。 三、鈦的化學性能 鈦在高溫中是化學活性極高的元素,能和鹵素、氧、硫、碳、氮等元素進行強烈反應。其中同氟在常溫,同氧、溴、碘分別在350℃、360℃和400℃中即能發生反應。 鈦塵在空氣中能發生強烈的爆炸。 鈦是在氧氣中加熱就能夠進行燃燒的元素之一,在常溫中即能夠吸收氫氣。鈦與氫、氮、氧、碳反應后能使機械性能變壞。鈦在500℃以上有強烈吸收氣體能力。因此鈦的熔煉必須在真空條件下進行,鈦可用作高真空電子儀器的脫氣劑,在超硬材料生產過程中,除了保護頂錘損耗外,鈦還可提高人造金剛石立方氮化硼的質量。 鈦在室溫對各種濃度的硝酸均極穩定,甚至在高溫和高壓下,反應也很慢。對酸作用與硝酸相似,在氯氣或硝酸介質中鈦也是很突出的耐蝕材料。 震宇研磨材料有限公司認為www.zhenyuyanmo.com鈦在沸點以下各種濃度的硝酸中均具有優異的耐蝕性。鈦在硝酸中的腐蝕化合物Ti4+,對鉻腐蝕起緩蝕作用,因而鈦在流動硝酸中的腐蝕要比在靜止的硝酸中高些。在發煙硝酸中,當NO2含量較高,(超過2%)而水含量不足時,鈦與發煙硝酸可能會由于劇烈反應放熱而引起爆炸。 NO2含量達20%時,爆炸傾向增加,但當含量水量增至2%時,可完全避免爆炸。鈦一般不用于含量80%以上的高溫硝酸中。 |