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  • 钛合金TC4材料是由什么组成的

    编辑:宝鸡市博瑞德金属材料  |  浏览次数:57次

      钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V,属于(a+b)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。比强度大。TC4的强度sb=1.012GPa,密度g=4.4*103,比强度sb/g=23.5,而合金钢的比强度sb/g小于18。钛合金热导率低。

      钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10,TC4的热导率l=7.955W/m·K。线膨胀系数=7.89*10-6℃,比热=0.612cal/g·℃。钛合金的弹性模量较低。TC4的弹性模量E=110GPa,约为钢的1/2,故钛合金加工时容易产生变形。TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)钛合金,采用两种注入方案进行表面改性,试验表明,钛合金经离子注入后,提高了显微硬度,显著地降低了滑动摩擦系数,有效地提高了耐磨性。为探明其改性机理,对注入与未注入样品进行了X射线光电子能谱(XPS)分析,获得满意的结果。

    宝鸡市博瑞德金属材料有限公司

      试件制备及注入条件

      试件制备

      选航空用的TC4、TA7钛合金,试件制成圆盘状,尺寸为40*5mm,所有试件表面均抛光至镜面。

      离子注入条件

      两种钛合金都分别采用两种注入方案:

      ① 在TC4及TA7钛合金试件上溅射镀Ti,Ti膜总厚度为540nm(5400A)。在镀Ti膜过程中,同时用(N+ +N+2)进行动态反冲注入,束流能量为50keV,束流密度为45μA/cm2,剂量为7*1017/cm2,靶室真空度为1.33*10-2Pa;

      ② 在①的基础上,再注入C+,束流能量为40keV,剂量为3*1017/cm2。

      硬度测量

      用HXD-1000数字式显微硬度计测量了注入与未注入试件的显微硬度,测量载荷为4.9×10-2N,测量结果列于表1。

      表1 显微硬度测量结果

      材料 表面状态 显微硬度/MPa 硬度提高倍数

      未注入 2690 0

      TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38

      注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28

      未注入 3133 0

      TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36

      注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30

      从表1看出,离子注入后,试件的显微硬度都有不同程度的提高,其中TC4钛合金注入(N+ +N+2)混合束后硬度约提高1.4倍。

      ●TC4 热膨胀系数:

      TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天、石油化工、造船、汽车,医药等部门都得到成功的应用。

      ●TC4钛合金力学性能:

      抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25

      ●TC4钛合金密度:

      4。5(g/cm3)工作温度-100~550(℃)

      ●TC4钛合金化学成分:

      TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5~6.8,钒(V)3.5~4.5

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