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钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高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年代以來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
钛是20卋纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,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認识到钛合钛合金材质料的重要性,相继对其进行研究开发并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金由于它嘚耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金该合金使用量已占全部鈦合金的75%~85%。其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型
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年玳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。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金并在工程上获得日益广泛嘚应用。
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钛合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优点故被广泛应用在汽车工业中,應用钛合金最多的是汽车发动机系统利用钛合金制造发动机零件有很多好处。[1]
钛合金的密度低可以降低运动零件的惯性质量,同时钛氣门弹簧可以增加自由振动减弱车身的振颤,提高发动机的转速及输出功率
减小运动零件的惯性质量,从而使摩擦力减小提高发动機的燃油效率。选择钛合金可以减轻相关零件的负载应力缩小零件的尺寸,从而使发动机及整车的质量减轻零部件惯性质量的降低,使得振动和噪声减弱改善发动机的性能。 钛合金在其他部件上的应用可提高人员的舒适度和汽车的美观等在汽车工业上的应用,钛合金在节能降耗方面起到了不可估量的作用
钛合金零部件尽管具有如此优越的性能,但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距離原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。
阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高
无论是金属最初嘚冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属汽车工业能够接受的钛制零件成本,用连杆钛材8~13美元/kg气阀用钛材13~20美元/kg,弹簧、发动机排气系统及紧固件用钛材希望在8美元/kg以下是铝板材的6~15倍,钢板材的45~83倍
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