1、钛脊合金机能特点

钛属于轻金属资料
，密度约为4.5g/cm³
，焰点为1668°C。比强度高、耐热性好
，耐腐烛机能优异。钛有两种同素异构体
，在低温下
，纯钛结晶成靠近梦想状态的密排六方结构（HCP)
，称为α钛
，在高温下体心立方结构（BCC)的钱比力不变,称为β钛。参与一些合金元素使之合金化
，能够扭转相的不变存在旳温度领域
，凭据对β转变温度的影响
，钛的合金化元素可分为α相不变元素和β相不变元素。α相不变元素将α相区忙扩大到更高的温度
，重要有A1、O、Zr、Sn等；β相不变元素使β相区向较低的温度移动
，重要是Mo、Fe、Cr、Mn、V等。

凭据组织结构的分歧
，钛合金通；治列汀ⅵ+β型和β型三类
，每个国度对钛合金的编号各不一样
，我国尺度划定TA代表α钛合金
，TB代表β钛合金
，TC代表α+β钛合金。钛合金的重要机能特点如下：

(1)钛合金拥有高比强度钛合金的密度相对较幼纯钛的密度为4.5g/cm³
，仅为钛、镍以及铜金属密度的50%左右；但是钛合金拥有很高的强度
，屈服强度可达l000MPa
，某些高强度钛合金的强度甚至超过了很多合金结构钢的强度
，因而就比强度（强杜纂密度比）而言
，钛合金优于其他金属；可用于造作单元强度高、刚性好、质轻的零部件；

(2)高、低温机能好钛合金资料热不变性好
，高温强度高
，在300~500℃温度下
，其强度约比铝合金高10倍
，TC11持久使用温度最高可达500℃
，Ti-6246合金持久使用温度最高为450℃；在低和善超低温下
，仍能维持优良的韧性
，钛合金也被用于造作低温液体贮存箱；

(3)耐侵蚀能力好
，钛脊合金在湿润的大气和海水介质中工作其耐腐烛机能远优于铝合金、不绣钢
，对点蚀、酸蚀、应力侵蚀
，拥有很强的抵抗力；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸蹬仔良好的抗腐烛能力；

(4)钛合金的化学活性大
，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反映；含碳量超过0.2%时
，钛合金中的Ti元素与C元素会在表层中形成硬质TiC;当温度较高时
，Ti元素与N元素作用也会形成TiN硬质层；在600°C以上时
，钛吸收氧形成硬度很高的硬脆层TiO和TiO2;氧含量上升
，也会形成脆化层。钛的化学亲和性也大
，易与摩擦表表产生粘附景象；

(5)导热系数和弹性模量都比力幼钛合金的导热系数只有Fe的1/4
，Cu的1/7
，A1的1/14;钛合金的弹性模量约为115GPa,约为钢的1/2
，所以刚性差、易变形；

(6)与复合伙料结构匹配不易产生电偶腐烛
，由于二者电位比力靠近
，不易产生电偶腐烛
，并且鈦合金与复合伙料的强度、刚度匹配较好
，随着先进飞机上复合伙料的大量使用
，钛合金被宽泛用于造作与复合伙料相接触部位的结构件和紧固件。

2、钛合金在航空航天领域的利用

钛合金利用其优异的综合力学机能、低密度以及优良的耐烛性是航空航天工业最重要的消费资料。2011年
，全球钛材产量达到14.8万吨
，其中商用航空用钛材约6.4万吨
，消费比例达到42.6%
，军用航空钛材比例为6.5%
，整个航空领域亏损钛材比例靠近50%;早在二十世纪中叶
，美国就巳将钛材用于飞机造作
，美国航空工业是钛材的重要利用市场
，约占钱材总消费量的80%。因而美国航空业的发展情况已成为钛工业发展的风向标。由国际钛协会之前颁布的一组数据
，批瞩目前飞机用钛合金的现实情况：

(1)波音客机：费钱合金量占其总沉的15%~17%(净沉）；

(2)F15战斗机：结构用钛合金5.75吨
，2台喷气发起机用钛合金5吨；

(3)F22战斗机：结构用钛合金36吨
，2台发起机用钬合金5吨；

(4)F35战斗机：结构用钛合金10吨
，弟台发起机用钛合金5吨；

(5)F18舰载机：用钛合金量占其总沉的12~13%;

(6)C-17大型运输机：用钛合金量占其总沉的10%。

用钛合金造作飞机零部件
，不仅能够耽搁飞机使用寿命
，并且能够减轻其沉量
，降低燃料亏损
，从而大大提高其飞行机能钛合金在航空工业中重要用于造作飞机结构的骨架、起落架、框梁、蒙皮和翼梁等
，如图1-1(a)、(b)所示及燃气祸轮发起机压气机和电扇的盘件和叶片、压气机机梗、表涵路壳体、轴承壳体、尾喷口调节器等见图1-2(a)、(b)。

钛合金在现代航空燃气祸轮发起机中的使用越来越多
，己占其沉量的30%
，其中压气机是钛合金使用最集中的部件
，其沉量占发起机钛用量的95%。

图1-3显示了在现代大型商用飞机A330/340中钦合金在机架和发起机资猜中所占的比例。由图能够看出其机身险些2/3釆用招合金造作
，钛合金和钢的结构质量均占7%
，然而钛合金是继镍基超合金后的第二大喷气式发起机常用资料占结构质量的1/3以上。多种资料和数据批注
，飞机发起机用钛合金取代钢资料
，可减轻发起机结构沉量的30%~40%
，常用的大尺寸祸轮电扇叶片用钛合金有： Ti-6A1-4V、Ti-6Al-6V-2Sn、Ti-4Al-4Mo-2Sn-0.5Si等
，随着现代飞机对减轻结构沉量、提高结构效能、改善结构靠得住性、提高机体寿命、满足高温及侵蚀环境等方面机能要求的提高
，钛合金资料利用水平已成为衡量飞机结构选材先进水平的沉要指标
，是影响飞机机能的沉要方面。新型机A380钛用量占到10%左右
，A350迪胙用量达到14%
，B787迪胙用量甚至超过了无载沉量的15%。随着航空工业的发展
，钛合金资料的利用将越来越宽泛。目前我国飞机的用钛量达到15%左右
，与国表先进水平相比仍有肯定的差距。