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钛元素在钢中的作用

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钛元素在钢中的作用 

Ti元素在钢中的作用

一、钛对钢的显微组织及热处理的影响

① 钛和氮、氧、碳都有极强的亲和力,是一种良好的脱氧去气剂和固定氮、碳的有效元素。

② 钛和碳的化合物(TiC)结合力极强,稳定性高,只有加热到1000℃以上才会缓慢溶入铁的固溶体中,TiC微粒有阻止钢晶粒长大粗化的作用。

③ 钛是强铁素体形成元素之一,使奥氏体相区缩小。固溶态钛提高钢的淬透性,而以TiC微粒存在时则降低钢的淬透性。

④ 钛含量达一定值时,由于TiFe2的弥散析出,可产生沉淀硬化作用。

二、钛对钢的力学性能的影响

① 当钛以固溶态存在于铁素体之中时,其强化作用高于铝、锰、镍、钼等,次于铍、磷、铜、硅。

② 钛对钢的力学性能的影响取决于它的存在形态、Ti和C的含量比以及热处理方法。钛的质量分数在0.03%~0.1%之间时可使屈服强度有所提高,但当Ti和C的含量比超过4时,其强度和韧性急剧下降。

③ 钛能提高持久强度和蠕变抗力。

④ 钛对钢的韧性,特别是低温冲击韧性有改善作用。

三、钛对钢的物理、化学及工艺性能的影响

① 提高钢在高温、高压、氢气中的稳定性。

② 钛可提高不锈耐酸钢的耐蚀性,特别是对晶间腐蚀的抗力。

③ 低碳钢中,当Ti和C的含量比达到4.5以上时,由于氧、氮、碳全部被固定,具有很好的耐应力腐蚀和耐碱脆性能。

④ 在铬的质量分数为4%-6%的钢中加入钛,能提高钢在高温时的抗氧化性。

⑤ 钢中加入钛可促进氮化层的形成,可较迅速地获得所需的表面硬度。含钛钢被称为“快速氮化钢”,可用于制造高精度螺杆。

精密螺杆

⑥ 改善低碳锰钢和高合金不锈钠的焊接性

四、钛在钢中的应用

① 钛的质量分数超过0.025%时可作为合金元素考虑。

② 钛作为合金元素在普通低合金钢、合金结构钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、永磁合金以及铸钢中有广泛应用。

③ 钛已经被用作各种先进材料,成为重要的战略物资,在航天业中使用量占比过半,如航空航天器、动力机械等。

钛合金飞机涡轮

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钛合金镜架

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