鈦
鋁粉填料的主要化學(xué)成分是氧化鈦和氧化鋁。
鈦鋁粉不僅具有良好的防銹性能,還具有一定的遮蓋力,主要運(yùn)用到灰色防銹漆和灰色地坪面漆,添加20%鈦鋁粉+1%鈦白粉后和添加15%金紅石鈦白粉遮蓋力相同,并且硬度也很高。
鈦鋁(Titanium Aluminide)是金屬間化合物;它有三種形態(tài);加瑪鈦鋁,阿路法2-Ti3Al和TiAl3.其中加瑪鈦鋁最令人感興趣,也已得到實(shí)際應(yīng)用。加瑪鈦鋁具有優(yōu)越的機(jī)械性能;密度低;只有4.0g/cm3;溫度超過600度攝氏時(shí)的抗氧化和抗腐蝕能力仍很強(qiáng)??纱?zhèn)鹘y(tǒng)的以鎳為基的高溫合金;加瑪鈦鋁已用來(lái)制造波音787和波音747-8飛機(jī)的低壓渦輪槳片
鈦鋁(Titanium Aluminide)是一種金屬間化學(xué)化合物。它們有三種結(jié)構(gòu);加瑪TiAl,阿路法2-TiAl和TiAl3;其中加瑪TiAl的性能最令人感興趣,它較輕,抗氧化;耐高溫,但延展性較差。
約于1970年,就開始有鈦鋁化合物的研究,但到1990年代,AMG才深入研究它,性能得到很大改進(jìn);從2000年開始,加瑪TiAl得到實(shí)際的應(yīng)用。
加瑪鈦鋁具有優(yōu)越的機(jī)械性能;在超過600度攝氏溫度下仍有好的抗氧化和抗腐蝕性能;使它能代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的以鎳為基的高溫合金用在飛機(jī)的渦輪機(jī)上。
加瑪鈦鋁化合物還有很大的潛力,增加飛機(jī)渦輪機(jī)的沖-重比(單位質(zhì)量所能提供的沖力)。尤其在機(jī)器的低壓渦輪槳片和高壓壓縮槳片方面的應(yīng)用方面。原來(lái)這些部件是用以鎳為基的高溫合金的,它的密度是加瑪鈦鋁(密度為4.0/cm3)的二倍。
美國(guó)通用電氣公司最近宣布,加瑪TiAl低壓渦輪槳片將用到它的機(jī)器上,這些是波音787和波音747-8飛機(jī)使用的。
早在20世紀(jì)70年代,鈦鋁合金就作為一種很有潛力的耐高溫材料而聞名于世。它具有很高的強(qiáng)度、良好的耐高溫性能,但由于延展性較小、可加工性差,并未在工業(yè)中得到大批量生產(chǎn)使用。
為了改善鈦鋁合金的耐高溫性能,通常會(huì)加入第三種元素構(gòu)成三元合金。第三種合金對(duì)材料性能的影響非常明顯,它們可以使鈦鋁合金在較低的工作溫度下有著很好的延展性。常用的第三種合金元素為鉻、鉬、錳、鈮、釩和銅等。近年來(lái),鈦鋁合金的研究和試驗(yàn)取得了較好的成果,已經(jīng)出現(xiàn)了可以大批量生產(chǎn)的鈦鋁合金品種。
鈦鋁合金的制備加工技術(shù)
鈦鋁合金的制備加工技術(shù)主要有以下幾種:
1、鑄錠冶金技術(shù)。此法制備的鈦鋁合金存在鑄錠成分偏析和組織不均勻等問題;
2、快速冷凝技術(shù)。此法制備的鈦鋁合金粉末,化學(xué)成分穩(wěn)定,工藝性能良好,但隨著熱處理溫度的變化,粉末的顯微結(jié)構(gòu)和硬度會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化;
3、復(fù)合材料技術(shù)。此法制備的鈦鋁合金顯示出良好的強(qiáng)化性能,但橫向性能、環(huán)境抗力等問題仍有待解決;
4、粉末冶金技術(shù)。此法可制備組織均勻、細(xì)小的制件,且可實(shí)現(xiàn)制件的近凈成形,可有效解決Ti-Al金屬間化合物合金難以加工成形問題。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者多采用此法制備鈦鋁合金。
鈦鋁合金的應(yīng)用
汽車制造領(lǐng)域可以說最早開始大批量使用鈦鋁合金材料,日本Mitsubishi汽車公司在2000年就已經(jīng)采用鈦鋁合金材料生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓器。大量的實(shí)際應(yīng)用、野外試驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試表明,使用鈦鋁合金材料的零部件優(yōu)化了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能,并且具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
鈦鋁合金在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用也有廣闊的發(fā)展前景,現(xiàn)已成為先進(jìn)軍用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)及低壓渦輪葉片的首選材料。