②鈦(tai)和鈦(tai)合金(jin)的(de)(de)壓(ya)縮強(qiang)度(du)(du)不低于其抗拉強(qiang)度(du)(du)。工業純鈦(tai)的(de)(de)壓(ya)縮屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)和拉伸屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)大致相等,而Ti-6AI-4V 和Ti-5AI-2.5Sn 壓(ya)縮強(qiang)度(du)(du)比拉伸強(qiang)度(du)(du)稍(shao)高。
③剪切(qie)強(qiang)度(du)一般(ban)為(wei)抗(kang)拉強(qiang)度(du)的 60%~70%。鈦(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)合金薄板的承壓屈服強(qiang)度(du)大約是(shi)抗(kang)拉強(qiang)度(du)的 1.2~2.0 倍。
④在(zai)正常大氣(qi)氣(qi)氛下,經加工和退(tui)火(huo)的(de)(de)鈦(tai)和鈦(tai)合金(jin)的(de)(de)持(chi)久極限為 0.5~0.65 抗拉強度。在(zai)缺口(kou)狀態(tai)(Kt=3.9)進行1000萬次疲(pi)勞試驗時,退(tui)火(huo)Ti-6AI-4V 的(de)(de)持(chi)久極限為0.2 倍(bei)抗拉強度。
⑤最高純度(du)級(ji)的(de)(de)加工工業純鈦的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)通常(chang)小于120HB(布氏(shi)硬(ying)(ying)度(du)),其他工業純的(de)(de)加工鈦的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)為(wei)(wei)(wei)200~295HB。純鈦鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)為(wei)(wei)(wei)200~220HB。鈦合金在退火狀態下的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)值為(wei)(wei)(wei)32~38HRC(洛氏(shi)),相當于298~349HB。鑄(zhu)態的(de)(de)Ti-5Al-2.5Sn 和(he)Ti-6AI-4V的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)為(wei)(wei)(wei)320HB,低間隙雜質Ti-6Al-4V鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)為(wei)(wei)(wei)310HB。
⑥工(gong)業(ye)純鈦的拉(la)伸(shen)彈(dan)性(xing)(xing)模(mo)量為105~109GPa 大多數鈦合金(jin)(jin)在退(tui)火狀態下(xia)的拉(la)伸(shen)彈(dan)性(xing)(xing)模(mo)量110~120GPa。時(shi)效硬(ying)化的鈦合金(jin)(jin)比在退(tui)火狀態下(xia)具(ju)有稍(shao)高的拉(la)伸(shen)彈(dan)性(xing)(xing)模(mo)量,抗壓彈(dan)性(xing)(xing)模(mo)量等于(yu)(yu)或者大于(yu)(yu)拉(la)伸(shen)彈(dan)性(xing)(xing)模(mo)量。鈦合金(jin)(jin)的比彈(dan)性(xing)(xing)模(mo)量與鋁合金(jin)(jin)的相等,僅次于(yu)(yu)鈹、和某些(xie)高溫合金(jin)(jin)。
⑦工(gong)業純(chun)鈦的(de)(de)(de)(de)扭轉或剪切模量(liang)為(wei)(wei)46GPa,鈦合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)剪切模量(liang)為(wei)(wei)43~51GPa。為(wei)(wei)提高(gao)鈦合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)強度(du),增加間隙物含量(liang)都會給合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)抗沖(chong)(chong)擊性能和(he)斷裂韌性帶來有害影響。根(gen)據鈦合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)種類和(he)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)不同,變性工(gong)業純(chun)鈦的(de)(de)(de)(de)夏氏(shi)缺口沖(chong)(chong)擊強度(du)值(zhi)為(wei)(wei) 15~54J/㎡,鑄(zhu)造狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態時約(yue)為(wei)(wei)4~10J/㎡。鈦合(he)金(jin)(jin)在退火(huo)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態下的(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)擊強度(du)為(wei)(wei)13~25.8J/㎡,時效(xiao)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)稍低。鑄(zhu)造狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)Ti-5AI-2.5Sn 的(de)(de)(de)(de)夏氏(shi)V形缺口沖(chong)(chong)擊強度(du)為(wei)(wei)10J/㎡,Ti-6AI-4V的(de)(de)(de)(de)為(wei)(wei)20~23J/㎡。含氧(yang)量(liang)愈(yu)低的(de)(de)(de)(de)鈦合(he)金(jin)(jin),此值(zhi)愈(yu)高(gao)。
⑧許(xu)多鈦(tai)合(he)金(jin)具有很高的(de)(de)斷裂韌性(xing),或者說,鈦(tai)合(he)金(jin)抗裂紋擴(kuo)展的(de)(de)能力(li)很好(hao)(hao)。退火狀態的(de)(de)Ti-6AI-4V 就是(shi)一種(zhong)韌性(xing)極好(hao)(hao)的(de)(de)材料,當(dang)缺(que)口集中(zhong)系數 Kt=25.4mm 時(shi),缺(que)口拉(la)伸(shen)強度(du)與非缺(que)口拉(la)伸(shen)強度(du)之(zhi)比大于1。
⑨鈦合金(jin)(jin)在高(gao)溫(wen)下(xia)(xia)還(huan)能(neng)(neng)(neng)保持(chi)(chi)一定的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)。一般工業(ye)鈦合金(jin)(jin)在540℃溫(wen)度下(xia)(xia)能(neng)(neng)(neng)保持(chi)(chi)其性(xing)能(neng)(neng)(neng),但僅能(neng)(neng)(neng)供短時間(jian)應用,長時間(jian)夠的(de)(de)溫(wen)度范(fan)圍(wei)為(wei)450~480℃。目(mu)前已研制出供600℃溫(wen)度下(xia)(xia)使(shi)用的(de)(de)鈦合金(jin)(jin)。鈦合金(jin)(jin)作為(wei)導(dao)彈材料可在 540℃溫(wen)度下(xia)(xia)長期(qi)使(shi)用,還(huan)可在760℃溫(wen)度下(xia)(xia)短時間(jian)使(shi)用。幾種鈦合金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)溫(wen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)見表(biao) 2-7。
⑩鈦(tai)和鈦(tai)合(he)金在低(di)(di)溫(wen)(wen)和超(chao)低(di)(di)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)仍能保(bao)持其(qi)原有的(de)(de)(de)力學性能。隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)(di),鈦(tai)和鈦(tai)合(he)金的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)不斷增加,而延性逐漸變(bian)差。許多(duo)退火(huo)的(de)(de)(de)鈦(tai)合(he)金在-195.5℃溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)還具(ju)有足夠的(de)(de)(de)延性和斷裂韌(ren)性。含間隙(xi)元(yuan)素特低(di)(di)的(de)(de)(de) Ti-5AI-2.5Sn可在-252.7℃溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)使用(yong)。它的(de)(de)(de)缺口抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)與非(fei)缺口抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)之比,在-25.7℃溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)為(wei) 0.95~1.15。
液(ye)氧(yang)、液(ye)氫和(he)液(ye)氟(fu)是導(dao)彈和(he)宇宙裝置中的(de)重(zhong)要推(tui)進(jin)劑。用于制作低(di)(di)溫氣體容器和(he)低(di)(di)溫結構(gou)件的(de)材料(liao)其(qi)所具有(you)的(de)低(di)(di)溫性能(neng)是非(fei)常(chang)重(zhong)要的(de)。當顯微結構(gou)呈等軸(zhou)狀和(he)間(jian)隙元素(氧(yang)、氦、氫等)的(de)含(han)量很(hen)低(di)(di)時,鈦(tai)合金的(de)延展性仍在5%以上。大(da)多(duo)數鈦(tai)合金在-252.7℃溫度下具有(you)差的(de)延展性,而Ti-6AI-4V的(de)延伸(shen)率則(ze)達到(dao)12%。
幾種鈦合金的高溫性能見表 2-7。
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