鈦合金

鈦合金

鈦金屬可分為純鈦、α合金、α+β合金及β合金四大類,尺寸規格可依需求客製。
詳細資訊
鈦合金材料乃為提高航空機具飛行性能而開發的高性能材料,隨著工業技術及科技的進步及人們消費能力的提昇,其應用領域也由早
期的航太工業逐漸擴展至其他領域,諸如船艇、汽車、運動休閒器材及生醫器材等行業,與人類的關係越來越密切;隨著鈦合金應用
普及化之後所必須面臨的問題,則是如何克服鈦合金各種加工技術的難題。

早期鈦合金之開發主要是用於飛機零組件上,現今則因工業科技的進步與經濟能力的提昇,鈦及鈦合金的應用除了仍延續早期的航太、
國防、石化、電廠工業之外更擴及汽機車、自行車工業、醫療器材零組件、運動休閒用品及建築景觀等行業。

鈦合金的特性、鍛造方式及應用領域與元件可參考下表。






鈦金屬可分為純鈦、α合金、αβ合金及β合金四大類。純鈦在常溫為HCP(Hexagonal Close-Packed)晶格結構),在885左右
變態成體心立方BCC(Body-Centered Cubic)結構),此溫度稱為β變態點。在純鈦中添加不同合金元素及不同添加量會改變β變態
點位置,造成αβ兩相區的出現。
經合金添加後之鈦合金,在常溫為單一α相者稱α合金,在常溫為αβ相者稱為αβ合金,在常溫為β相者為稱為β合金。

(1) α 合金
α合金為α相安定元素及中性元素固溶於α相中所形成的單相合金,以Ti-5Al-2.5Sn最具代表性,此類合金高、低溫性能安定,延性及
耐潛變性均佳。

(2) αβ 合金
αβ合金中,αβ相的含量受α安定元素及β安定元素的影響極大,在性能上亦有顯著不同。β相含量少則合金行為類似α合金,反之
α相含量少則合金行為類似β合金。αβ合金中最具代表性的是Ti-6Al-4Vβ相含量較多者有Ti-6Al-6V-2SnTi-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等。Ti-6Al-4V之用量佔所有鈦合金用量的70%左右。

(3) β 合金
β合金在常溫下為準安定的體心立方堆積(BCC)結構,為單一β相合金。此類合金之冷間加工性較αβ合金為佳,時效硬化處理後抗拉
強度可達150kgf/mm2,降伏強度可達140 kgf/mm2。具代表性的此類合金有Ti-15V-3Cr-3Su-3AlTi-10V-2Fe-3AlTi-13V-11Cr-3Al等。

三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α+ β鈦合金;α鈦合金的切削加工性最好,α+β鈦合金次之,β鈦合金最差。α鈦合金代號為TA,β鈦合金代號為TB,α+β鈦合金代號為TC。
鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金(鈦-鉬,鈦-鈀合金等)、低溫合金以及特殊功能合金(鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金)等。
各鈦合金成分可參考下表。