钛合金的特性与用途是什么?

1. 钛合金的特性与用途是什么?

钛及钛合金的性质和用途：
(一)钛的性质
钛的外观与钢极为相似，密度为4.51克／厘米3，不足钢的60％，是难熔金属中密度最低的金属元素。
(二)钛的用途
致密金属钛由于质量轻，比铝合金强度高，能在高温下保持比铝为高的强度而受到航空工业的高度重视。
鉴于钛的密度为钢的57％，其比强度(强度／重量比或强度／密度比皆称比强度)高，抗腐蚀、抗氧化、抗疲劳能力均强，钛合金的3／4用作以航空结构合金为代表的结构材料，1／4主要用作耐蚀合金。

其他应用：
用钛铁矿精矿制成的钛铁(TiFe)是制造不锈钢时使用的脱氧剂和稳定剂，钛铁贮氢阳极在贮氢电池制造中与稀土贮氢材料在性能上各有千秋，而成本则相对要低，在贮氢、运输、催化、燃料电池等方面与稀土将有一搏。Ti—Ni形状记忆合金更是医用和军工不可或缺的高新技术材料。

2. 钛合金的主要用途是什么？

1、航空航天领域用钛大国集中在西方国家，尤其是美国，60%的钛材都应用到这个领域。亚洲国家，日本和中国在此领域中钛的投入量均在10%左右。但是近年来随着亚洲航空航天的飞速发展，钛在航空航天领域的消费量将会随之增长。从全球角度来看，航空业对钛市场起着决定性的作用，从历史上看，钛行业大的周期轮回都和航空业的冷暖密切相关。
2、民用飞机
(1)减轻结构重量、提高结构效率
(2)符合高温部位的使用要求
(3)符合与复合材料结构相匹配的要求
(4)符合高抗蚀性和长寿命的要求
3、军事飞机
军用武器的开发与采购不断向着轻便、灵活方向发展，为了满足战斗机对战斗性能要求，除了采用先进的设计技术外，还必须采用额性能优良的材料以及先进的工艺制造技术。大量选用钛合金、提高先进钛合金应用水平就是重要措施之一。
自20世纪60年代以来，国外军用飞机的钛量逐年增加，当前欧美设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在20%以上，并且新机型的用钛量占比正在大幅提升。
4、汽车
降低燃油消耗、减少有害废弃物（CO2、NOX 等）排放已经成为汽车行业技术进步的主要动力和方向之一。研究表明，轻量化是实现节省燃料、减少污染的有效措施。汽车的质量每降低10%，燃料消耗可节省8%-10%，废气排放可减少10%。
在驾驶方面，汽车轻量化后加速性能提高，车辆控制稳定性、噪音、振动方面也都有改善。从碰撞安全性考虑，汽车轻量化后，碰撞时惯性小，制动距离减少。
汽车轻量化的首选途径就是用高比强度的轻质材料，如铝、镁、钛等替代传统的汽车材料（钢铁）。2009年全球汽车用钛量已达3000吨。钛在赛车上的应用已有许多年的历史目前赛车几乎都使用了钛材，日本汽车用钛已超过600吨，随着全球汽车工业的发展，汽车用钛还在快速增加。
5、医疗行业
钛在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近，对人体组织具有良好的生物相容性、无毒副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较，使用钛及钛合金的优势主要有以下几点：
1 质轻；2 弹性模量低；3无磁性；4 无毒性；5 抗腐蚀性；6 强度高、韧性好。
外科植入物中的钛合金用量正以每年5%-7%的速度增长。采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心辨膜、肾辨膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中，取得了良好的效果，被医学界给予了很高的评价。
6、化工行业
钛具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和工艺性能，被广泛应用于国民经济许多部门。特别是在化工生产中，用钛代替不锈钢、镍基合金和其它稀有金属作为耐腐蚀材料。这对增加产量，提高产品质量，延长设备使用寿命，减少消耗，降低能耗，降低成本，防止污染，改善劳动条件和提高劳动生产率等方面都有十分重要的意义。
7、海洋工程
随着科学技术的发展和陆地资源日趋枯竭，人类开发利用海洋已经提到日程上来了。钛对于海水有优异的耐蚀性能，大量运用于海水淡化、舰船、海洋热能开发和海底资源开采等领域。
8、日常生活
钛在日常生活中的应用非常广泛，可谓无处不在，例如高尔夫球头、自行车车架、网球拍、轮椅、眼镜架等都会应用到钛。
钛以其轻质、强度高的特性在体育用品中的应用，从最早的网球拍、羽毛球拍逐步扩展到了高尔夫球头、球杆以及赛车等。
2008年我国体育休闲占总消费量的13%，其中仅高尔夫球头和球杆的用钛量就超过了1000吨。钛合金做成的自行车车架也颇受欢迎，目前有近50价公司生产钛自行车，美国早已是最大的钛自行车生产商和消费国。
钛轻质的特点也应用到眼镜架中，而且钛又不易与皮肤发生过敏，并且钛表面经阳极处理可有绚丽色彩，因此从20世纪80年代初就开始应用于镜架中。
扩展资料
钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。
从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法 或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)（作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护）及三氯化钛（TiCl3)（用于催化聚丙烯的生产）。

参考资料
钛（元素）_百度百科 

3. 钛合金的特性

强度高,钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60%，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。热强度高,使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。 抗蚀性好,钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。 低温性能好,钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。 化学活性大,钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN 硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15 mm，硬化程度为20%～30%。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。 导热系数小、弹性模量小,钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。

4. 钛合金的种类和特性？

钛加入合金元素后可改善加工性能和力学性能，常加的合金元素有Al、V、Mn、Cr、Mo等，按照成分和在室温时的组织不同，钛和钛合金可分为：1.工业纯钛  按其纯度可分为TA1、TA2、TA3等牌号，其中TA1的杂质最少，少量杂质将使强度增高、塑性降低，故TA1的强度最低（σb为300～500MPa）、塑性最好（δ为30%）。2.α钛合金  钛中加入了Al、Sn等元素，牌号为TA6、TA7，有良好的高温强度和抗氧化性。α钛合金有良好的焊接性。3.β钛合金  钛中加入了Mn、V、Mo、Cr等元素，牌号为TB1、TB2。热处理后强度较高（TB1的σb为700MPa），塑性也较好，而且具有良好的加工性，但耐热性稍差，体积质量大、成本高。β钛合金的焊接性不良。4.α+β钛合金  钛中加入了Al、Se、Mo、Mn、Cr等元素，牌号为TC1、TC2。可通过热处理如化，加工性能良好，但高温强度低于α钛合金。α+β钛合金焊接性很差，很少用于焊接结构。如果要详细的： http://zhidao.baidu.com/question/23949074.html 这个希望对你有帮助！

5. 钛合金的主要用途是什么？

工业用途 

由于黄金具有许多独一无二的完美特性，因此在许多行业中有着独特用途。例如，它有着极高的抗腐蚀性；有良好的导电性和导热性；金的原子核具有较大的捕获中子的有效截面，对红外线的反射能力接近 100％；在金的合金中具有各种触媒性质；有良好的工艺性，极易加工成超薄金箔、微米金丝和金粉；金很容易镀到其它金属和陶器及玻璃的表面上；在一定压力下金容易被熔焊和锻焊；金可制成超导体与有机金等。具体而言，黄金的工业用途有以下几种： 

a. 仪器仪表制造业 
科学技术的发展使人们对各种仪器仪表的要求越来越高，黄金在各种精密自动化仪器上的应用也越来越广泛。工业用测量及控制设备上广泛使用以脉冲变线位移和角位移的绕线，电位计占有重要位置，而电位质量是测量控制系统工作精度的决定性因素。这类设备往往需要在各种工业环境的不同温度下长期工作，因此金或其合金就成为了精密电位计的关键材料。 
在测试技术中应用的精密电位计的某些部分材料有很高的比电阻，以及小到接近于零的电阻温度系数，以致电阻在工作时是常数 (保持常数的难度非常大)。金—钯—铬合金、金—钯—锰合金、金—钯—钒合金、金—钯—铁合金除能满足上述要求外，在加工的机械性能、热稳定性等各方面都达到了较好的水平。 
工业上测量温度常采用热电偶和电阻温度计。热电偶是由两种不同成份的金属丝组成，由于测量点的冷端间的温度差引起能用毫伏计测量出的热电势，是基于温度的热电势的变化来测量温度的，因此对材料的热稳性要求非常严格。 

b. 电子工业 
可以说现代各项科学技术的发展都离不开电子工业，如电子信息、航空航天、仪器仪表、计算机、收音机、电视机、集成电路等都是电子工业飞跃发展的结果，而电子工业与黄金及其它贵金属的应用是密不可分的。电子元件所要求的稳定性、导电性、韧性、延展性等，黄金及其合金几乎都能达到。因此，黄金在电子工业上的用量占到了整个工业用金的70%左右，并且用量在逐年增长。 



c. 宇航工业 
金在宇航工业中的应用也在不断的发展和开拓中，其速度之快令人惊讶。金以它的抗腐性、抗热性，优良的导热、导电性．以及独特的化学性质在航空航天领域中占有着重要地位。金在宇航工业中的应用量大、范围广。从航天器、运载工具的制造到系统控制等，都离不开信息、测量、遥感、定位、计算机、摄影、仪表等各方面的器材，而其中成千上万的电子元件、仪表、特殊材料都离不开金。例如，各种航天仪表上镀金是为了防止太阳辐射。 
d. 润滑材料 
近几十年来，摩擦学的研究重点发生了明显转变，即从润滑和润滑系统转向材料科学和技术 (包括表面工程)的研究。随着现代工业技术的发展，特别是航天工业空间技术的发展，许多工况条件已经超出了润滑脂的使用极限。人们因此不得不去寻找新的润滑材料以适应更为复杂的工作环境，并为机械设备实现大型化、微型化、高速、重载和自动控制等创造有利条件。 
包括中国在内的许多国家从上世纪五十年代就开始研究固体润滑材料，而金及其合金在固体润滑材科中占有着重要地位。固体润滑是用固体微粉、薄膜或复合材料代替润滑油脂，隔离相对运动的摩擦面以达到减摩和耐磨的目的。随着现代科学技术的进步，为解决高负荷、高真空、高低温、强辐射和强腐蚀等特殊工况下的机械润滑，固体润滑材料已从单一的微粉、黏结膜或单元的整体材料发展成为由多构成分组成的复合材料。 
摩擦材料理论表明，表面能可以影响材料的表面流动压力。软金属黏着在基材表面上，只要有零点几个微米厚的膜就能起到润滑作用。当与对偶材料发生摩擦时，软金属膜便向对偶材料表面转移，形成转移膜使摩擦发生在软金属与转移膜之间。这种现象的原理是软金属的剪切强度低，而软金属与基材间的黏着度又大于软金属的极限剪切强度。金、银、锌等软金属的润滑作用就属于这种机理，而其中金是最佳的固体润滑软金属材料。 

e. 化学工业 
核化工和化学工业使用金的合金制作特种管、板、线等材料，以达到防腐蚀、防辐射、耐高温等要求。金—铂合金以其高耐蚀性和高强度而用于制作生产人造纤维的喷丝头；含3%钯的金合金以及含钯20%的金合金用在捕收铂的催化剂的生产上。一般认为，金是所有金属中活性最低的催化剂。金的催化活性低，是由d亚层电子全充满决定的。因此，金不能化学吸附小分子，也不能作催化剂。过去人们认为金及金的化合物催化作用的领域里是最没用的。但现在经过对金的研究、已经大大地改变了这一看法。研究结果表明，用附着在氧化铝或氧化硅载体上的高分散微粒金可对有机化学加氢的作用起到最好的催化作用，其机理是金的微粒在某些载体上金晶体变得电子不足，其性质与周期表中较前的元素相似；高分散的金微粒具有铂族元素的性质。研究证朋．在超真空下制得的金膜能有特殊的催化作用，并能使氢和氘交换。金还是碳氢化合物异构化与裂解化的催化剂，某些氧参与的反应用金也可以催化。如氧化丙烯成丙烯氢化物、氧化甲醇成甲醛系。另外，金也可以改善其它金属的催化性能。通常金能减缓催化，但能提高催化反应的专属性。如将金加到铂或铱催化剂表面上，可增强其选择性，催化异丁烷的异构化，这时能降低氢解反应进行。 

f. 光学应用 
金在光学方面有着独特性质。金能够吸收X射线，而含有其它元素的金合金能改变与波长有关的光学性质。光亮镀金作为航天器的稳控镀层，对于控制航天器内部仪器、部件的温度起着重要作用。这主要是因为金对宇宙间的红外线具有良好的散射和反射性，能够保护宇航员及设备不受宇宙射线的损害。 
由于金能够改变金合金的波长，所以可改变各种金属元素的颜色。利用金的这一特性，通过某种涂层就能够达到光学的特殊要求。例如，用金来对某种玻璃做金属处理 (镀有0.13微米薄膜)所制造出的特种玻璃，可在炎热的夏季里将红外线反射回去，使室内保持凉爽。这种薄膜在反射光中呈褐色，而在入射光线中呈天蓝色。如果使电流通过这种玻璃，玻璃便会获得透明不污的性能。用金作成荧光粉 (ZnS：Cu+Zn；Au、AI)用于彩色显象管绿基色显示。这种粉末为淡黄绿色，在阴极射线或365nm紫外线激发下发黄绿色光。 

g. 医学应用 
金在医学上的应用可追溯到古代，人们一直认为服用金可以医治百病。公元13世纪，当时人们服用的“金饮料”被称为万能药。中国民间也有用金箔为小儿压惊的治疗方法；金还被广泛用作镶牙的材料。 
金的一价巯基化合物 (金诺芬)主要用于治疗风湿性关节炎。硫代苹果酸金(J)“金药”在正常处治过程的治疗浓度范围内，对根治文原体（Mycoplanma）和利斯曼原虫病引起的病变有抗菌治疗效果。 
金的放射性同位素在放射疗法中被广泛应用。金能以颗粒形式或胶体形式被放在照射区中。胶体金(198Au)用于放射治疗胸膜或腹膜的渗出物和膀胱癌，即用在需要不溶性放射药物均匀照射不规则的表面时；胶体金也被用于各种诊断目的，例如骨髓扫描或肝脏与肺脏造影，即将胶体金装满要研究的器官后，再用闪烁照相法进行观察；金箔用于烧伤皮肤的治疗；金蒸汽激光用于胃癌、肺癌的治疗。 
在以人类健康为目的的医学生物研究中，金与其它贵金属元素因具有良好的化学稳定性、生物兼容性和力学性能，成为重要的人造器官材料和外科移植材料。用金及其它贵金属制造的微探针探索神经系统的奥秘已取得显著效果。如神经修复、心脏起搏器等都使用了金和贵金属以及它们的合金材料。

6. 钛合金的作用、性质、特点？

钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
强度高
　　钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60%，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 　　  
热强度高
　　使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
抗蚀性好
　　钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。
低温性能好
　　钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。
化学活性大
　　钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN  钛合金制品
硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15 mm，硬化程度为20%～30%。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。
导热系数小、弹性模量小
　　钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。

7. 钛合金都有哪些性能特点？

钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%，但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25%，断面收缩率ψ=25%，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。1、强度高钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。2、热强度高使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。3、抗蚀性好钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。4、低温性能好钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7，在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。5、化学活性大钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15mm，硬化程度为20%～30%。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。6、导热弹性小钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。

8. 什么是钛合金？