チタン合金鋼

チタン合金は、主に航空機エンジンのコンプレッサー部品の製造に使用され、続いてロケット、ミサイル、高速航空機部品が製造されます。

特記事項：高強度、良好な耐食性、高耐熱性

チタン合金は、他の元素で構成されるチタンをベースにした合金です。 チタンには2つの均質なヘテロ結晶があります。882℃未満の高密度六角形構造を持つα-Tiと882℃を超える体心立方構造を持つβ-Tiです。

合金元素は、相転移温度への影響に応じて3つのカテゴリに分類できます。

1.α相の安定化と相転移温度の上昇は、アルミニウム、炭素、酸素、窒素などのα安定元素です。 アルミニウムは、チタン合金の主要な合金元素です。 それは、室温および高温での合金の強度を改善し、比重を減らし、弾性率を高めることができます。

2.β相が安定し、相転移温度を低下させる元素はβ安定元素であり、これはホモ結晶型と共析型の2つのタイプに分類できます。 前者には、モリブデン、ニオブ、バナジウムなどがあります。 後者には、クロム、マンガン、銅、鉄、シリコンなどがあります。

3相転移温度にほとんど影響を与えない元素は、ジルコニウム、スズなどの中性元素です。

高強度

チタン合金の密度は一般に約4.51g /立方センチメートルです。純チタンの密度は通常の鋼の密度に近く、一部の高強度チタン合金は多くの合金構造用鋼の強度を超えています。 したがって、チタン合金の比強度（強度/密度）は、他の金属構造材料の比強度よりもはるかに高く、表7-1を参照してください。ユニット強度が高く、剛性が高く、軽量な部品を製造できます。 航空機のエンジンコンポーネント、スケルトン、スキン、ファスナー、着陸装置などはチタン合金で作られています。

高い熱強度

温度がアルミニウム合金の温度よりも数度高い場合、必要な強度は中温でも維持でき、2種類のチタン合金は、450〜500で150℃〜500℃の範囲で高い比強度を維持できます。長時間の℃。 しかし、アルミニウム合金の比強度は150℃で明らかに低下しました。 チタン合金の動作温度は500℃に達することができ、アルミニウム合金の動作温度は200℃以下です。

良好な耐食性

湿潤大気および海水媒体におけるチタン合金の耐食性は、ステンレス鋼の耐食性よりもはるかに優れており、孔食、酸腐食および応力腐食に対する耐性は特に強力です。 アルカリ、塩化物、有機塩素製品、硝酸、硫酸などは優れた耐食性を備えています。 しかし、酸素とクロム塩を減らした媒体に対するチタンの耐食性は劣っています。

低温での良好な性能

チタン合金は、低温および非常に低い温度で機械的特性を維持できます。 良好な低温特性とTA7などの極めて低い侵入型元素を含むチタン合金は、-253℃で可塑性を維持できます。 したがって、チタン合金も重要な低温構造材料です。

高い化学活性

チタンは化学活性が高く、O〜（2 +）、H _（2）O _（2）、水蒸気、アンモニアなどの大気との強い化学反応を示します。 炭素含有量が0.2より大きい場合、硬質TiC; 温度が高いとチタン合金に層が形成され、炭素含有量が0.2℃を超えるとTiNの硬質表面層が形成され、チタンが600℃を超える酸素を吸収すると、硬度の高い硬化層が形成されます。形成されます。 水素含有量の増加は、脆化層も形成します。 ガス吸収により生成される硬くて脆い表面の深さは0.1に達することができますか？ 0. 15 mm、硬化度は20ですか？ 30？ チタンの化学的親和性も大きく、摩擦面に付着しやすい。

チタン合金は、高強度、低密度、優れた機械的特性、優れた靭性と耐食性を備えています。 また、チタン合金は加工性が悪く、切削が難しいため、熱間加工で水素、酸素、窒素、炭素などの不純物を吸収しやすいです。 また、耐摩耗性が低く、生産プロセスが複雑です。 チタンの工業生産は1948年に始まりました。航空産業の発展により、チタン産業は年間平均約8％の割合で成長しています。 世界のチタン合金の年間生産量は40,000トン以上に達し、チタン合金のグレードは30種類近くに達しました。 最も広く使用されているチタン合金は、Ti-6Al-4V（TC4）、Ti-5Al-2.5Sn（T）A7）および市販の純チタン（TA1、TA2、TA3）です。

チタン合金は、主に航空機エンジンのコンプレッサー部品の製造に使用され、その後にロケット、ミサイル、高速航空機構造が続きます。 1960年代中頃、チタンとその合金は一般産業で電解産業の電極を作るために使用されました。 発電所用コンデンサー、石油精製および淡水化用ヒーター、環境汚染防止装置。 チタンとその合金は、一種の耐腐食性構造材料になりました。 さらに、水素貯蔵材料や形状記憶合金の製造にも使用されます。

主に、チタンファンの鍛造、コンプレッサーディスクとブレード、鋳造チタンコンプレッサーケーシング、中間ケーシング、ベアリングシェルなどのコンプレッサーコンポーネントの製造に使用されます。主に宇宙船は、チタン合金の高い比強度、耐食性、低温耐性を使用して、さまざまな圧力容器、燃料タンク、ファスナー、計器ストラップ、フレーム、ロケット弾。 人工衛星、月面モジュール、有人宇宙船、スペースシャトルもチタン合金プレートで溶接されています。

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