敘述哈(ha)氏合(he)金棒加工的(de)力學性(xing)能簡單(dan)介紹

抗(kang)拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)是(shi)純鈦265-353MPa，而普通的(de)(de)哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金棒(bang)則是(shi)686-1176MPa，目前最大可以(yi)達到1764MPa。在強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)方面，哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金棒(bang)材(cai)與(yu)許多鋼相同，但遠優于強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)哈(ha)氏(shi)合(he)(he)金棒(bang)材(cai)，這里(li)的(de)(de)比值(zhi)(zhi)是(shi)指材(cai)料的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)除以(yi)它(ta)的(de)(de)視密(mi)度(du)(du)(du)(du)，又稱(cheng)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)-重量比。其(qi)比值(zhi)(zhi)是(shi)(N/m2)/(kg/m3)或者N.m/kg。抗(kang)拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)與(yu)表觀密(mi)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)比值(zhi)(zhi)稱(cheng)為比值(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)。物質(zhi)的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(拉伸)和密(mi)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)比值(zhi)(zhi)。

鈦-鈦-哈氏(shi)合金(jin)棒材抗壓(ya)強(qiang)度(du)(du)不低于(yu)其抗拉(la)強(qiang)度(du)(du)。工業性(xing)純(chun)鈦的(de)壓(ya)縮屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)與拉(la)伸(shen)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)基本相同，而(er)Ti-6Al-4V和(he)Ti-5Al-2.5Sn合金(jin)的(de)壓(ya)縮屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)略高于(yu)其拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)(du)。一般情況下，剪切強(qiang)度(du)(du)為拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)(du)的(de)60%-70%，鈦及哈氏(shi)合金(jin)棒板的(de)抗拉(la)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)為1.2-2.0倍。

敘述哈氏(shi)合金(jin)棒加工的力學性能(neng)簡單介紹

醫(yi)學哈氏合(he)金棒

經過(guo)加(jia)工、退火處理的(de)(de)(de)鈦(tai)及哈(ha)氏合金(jin)棒材在正常大(da)氣氣氛下的(de)(de)(de)拉(la)伸強(qiang)度(du)為(wei)(wei)(wei)(0.5-0.65)倍(bei)。通過(guo)107次疲勞(lao)實驗(Kt=3.9)，退火Ti-6Al-4V的(de)(de)(de)抗拉(la)強(qiang)度(du)為(wei)(wei)(wei)0.2倍(bei)。加(jia)工工業純(chun)(chun)鈦(tai)，純(chun)(chun)度(du)最高的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)一般小(xiao)于120HB，其它純(chun)(chun)鈦(tai)硬(ying)(ying)度(du)在200-295HB之間。純(chun)(chun)鈦(tai)型鑄(zhu)(zhu)件(jian)硬(ying)(ying)度(du)在200-220HB之間。退火時，哈(ha)氏合金(jin)棒的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)值為(wei)(wei)(wei)32-38HRC，相當于298-349HB。鑄(zhu)(zhu)造的(de)(de)(de)Ti-5Al-2.5Sn和Ti-6Al-4V合金(jin)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)為(wei)(wei)(wei)320HB，而(er)低(di)間隙雜質Ti-6Al-4V鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)為(wei)(wei)(wei)310HB。

采用105-109GPa的工業純鈦拉伸(shen)(shen)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)模量(liang)為105-109GPa，而大部分(fen)哈(ha)氏合(he)金(jin)(jin)棒(bang)的拉伸(shen)(shen)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)模量(liang)為110-120GPa。與退火狀態相比，時效硬(ying)化的哈(ha)氏合(he)金(jin)(jin)棒(bang)的拉伸(shen)(shen)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)模量(liang)稍大，而抗壓彈(dan)性(xing)(xing)(xing)模量(liang)等于(yu)(yu)或(huo)大于(yu)(yu)拉伸(shen)(shen)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)模量(liang)。盡管鈦-哈(ha)氏合(he)金(jin)(jin)棒(bang)材(cai)的剛度比鋁和鋁合(he)金(jin)(jin)大很(hen)多，但只(zhi)有鐵(tie)的55%。在合(he)金(jin)(jin)棒(bang)材(cai)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)模量(liang)方面，與鋁合(he)金(jin)(jin)相當(dang)，僅次于(yu)(yu)鈹、鉬和一些高溫合(he)金(jin)(jin)。

試驗結果表明，工(gong)(gong)業純鈦的(de)(de)(de)扭轉和剪切模(mo)量(liang)(liang)分別為(wei)(wei)46GPa和43-51。為(wei)(wei)了提高哈(ha)(ha)氏(shi)合(he)金(jin)棒(bang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)強度，增加間隙元素(su)含量(liang)(liang)，將(jiang)對(dui)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗(kang)沖擊性能和斷裂韌度產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)影響。加工(gong)(gong)工(gong)(gong)業用(yong)純鈦，其夏氏(shi)缺口沖擊強度值(zhi)為(wei)(wei)15-54J/cm2，鑄(zhu)(zhu)造態(tai)(tai)為(wei)(wei)4-10J/cm2。在退火狀(zhuang)態(tai)(tai)下，哈(ha)(ha)氏(shi)合(he)金(jin)棒(bang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)沖擊強度為(wei)(wei)13~25.8J/cm2，時效狀(zhuang)態(tai)(tai)略低(di)。鑄(zhu)(zhu)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)Ti-5Al-2.5Sn合(he)金(jin)的(de)(de)(de)夏氏(shi)V型缺口沖擊強度為(wei)(wei)10J/cm2,20-23J/cm2為(wei)(wei)20-23J/cm2。含氧(yang)量(liang)(liang)愈(yu)低(di)的(de)(de)(de)哈(ha)(ha)氏(shi)合(he)金(jin)棒(bang)材(cai)(cai)，此值(zhi)愈(yu)高。

很多(duo)哈氏合(he)金棒都有較(jiao)高的(de)(de)斷(duan)裂(lie)韌度，或哈氏合(he)金棒抗裂(lie)紋擴展的(de)(de)能力(li)。退火(huo)狀態的(de)(de)Ti-6Al-4V合(he)金是一(yi)種具有優良韌性的(de)(de)材料。在缺(que)口(kou)(kou)集中系數Kt=25.4mm的(de)(de)情況下(xia)，缺(que)口(kou)(kou)拉伸強(qiang)度與非缺(que)口(kou)(kou)拉伸強(qiang)度的(de)(de)比值大于1。

在較(jiao)高(gao)的(de)溫(wen)度(du)下，哈(ha)氏合(he)金(jin)棒仍可(ke)維持(chi)。普(pu)通工業用(yong)哈(ha)氏合(he)金(jin)棒在540℃時(shi)仍能保持(chi)良好的(de)性(xing)能，但只能作短(duan)時(shi)使用(yong)，長期(qi)使用(yong)時(shi)可(ke)達450-480℃。開發了適用(yong)于600℃高(gao)溫(wen)的(de)哈(ha)氏合(he)金(jin)棒。作為(wei)導彈材(cai)料，哈(ha)氏合(he)金(jin)棒可(ke)以在540℃的(de)高(gao)溫(wen)下長期(qi)使用(yong)，同(tong)時(shi)也能在760℃下短(duan)期(qi)使用(yong)。

在低溫(wen)(wen)、超低溫(wen)(wen)條件(jian)下(xia)，哈氏合金棒材(cai)(cai)仍然(ran)能夠保持其原有的機械性(xing)(xing)(xing)能。鈦(tai)、哈氏合金棒材(cai)(cai)的強度(du)(du)(du)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)降低而增大，但延性(xing)(xing)(xing)卻逐漸下(xia)降。很多退火的哈氏合金棒材(cai)(cai)在-195.5℃的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)還具有足部使(shi)用的塑性(xing)(xing)(xing)和斷裂(lie)韌(ren)度(du)(du)(du)。特別是在-252.7℃溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)，間隙元素Ti-5Al-2.5Sn合金可以使(shi)用。結果表明，在-25.7℃時(shi)，其缺口抗拉強度(du)(du)(du)與(yu)非缺口拉伸(shen)強度(du)(du)(du)的比(bi)值為0.95~1.15。

液態(tai)(tai)氧氣、液態(tai)(tai)氫及氟液是導(dao)彈和宇宙飛船的(de)(de)重(zhong)要推(tui)進劑。對于制造低(di)溫(wen)氣體容(rong)器及低(di)溫(wen)構件的(de)(de)材料，其(qi)低(di)溫(wen)性(xing)能(neng)至關重(zhong)要。在微觀(guan)結(jie)構為等軸隙元素(su)(氧、氮、氫等)含量(liang)較低(di)的(de)(de)情況(kuang)下，哈(ha)氏(shi)合(he)金棒材的(de)(de)塑性(xing)仍然高于5%。在-252.7℃時，大部(bu)分哈(ha)氏(shi)合(he)金棒的(de)(de)延性(xing)較差(cha)，而(er)Ti-6Al-4V合(he)金的(de)(de)延伸率可(ke)達(da)12%。