粉末冶金钛合金

根据所用的粉末原料和对制品的使用要求，可采用不同的致密化工艺。主要有：①松装或低压成形粉末坯料的烧结。烧结体的孔隙率为25～70%，该工艺多用于生产多孔钛制品和材料。②压制和烧结。压制可采用机械或等静压制，压制压力在2000～4000kgf/cm2之间，烧结温度为1000～1400℃。烧结体的相对密度可达92～95%；该工艺用于生产耐蚀部件、一般结构件或加工用坯锭。③热成形。是使粉末或粉末坯锭在加热过程中加压成形。热成形工艺主要有热等静压、真空热压等。离心雾化制取的钛合金粉末，采用热等静压成形，所制得的产品的密度可接近理论密度，且性能各向均匀；高性能的航空结构零件主要采用热等静压工艺制取。④钛粉末和粉坯的粉末轧制。坯料的挤压和锻造等。这些工艺均可获得密度高和性能好的钛粉末材料或零件。其中粉末轧制是生产多孔钛板和致密钛板的有效的经济的加工工艺。粉末冶金和熔炼加工的钛和 Ti-6Al-4V的典型性能列于上表。2100433B

工业生产的钛和钛合金粉末主要有以下四种方法：①钠还原海绵钛粉。此种粉末产量大，价格便宜，粉末塑性好，宜于冷成形，是生产一般耐蚀制品的主要原料。因其含有较高的钠和氯离子，烧结时易污染设备并使材料的焊接性能变坏。②电解钛粉。纯度较钠还原的海绵钛粉高，但电解钛粉的成形性较海绵钛粉末差。③氢化脱氢钛粉。通过氢化脱氢工艺可获得质量好、粒度细的钛粉及其合金粉末；但是批量小、价格较贵。④离心雾化钛粉。60年代美国核金属公司首先采用电弧旋转电极法制成钛的预合金粉末。粉末呈球形。这种合金粉末纯度高、成分均匀、流动性好、装填密度为理论值的65%。此种粉末只宜采用热成形，可用热等静压工艺制成形状复杂的零件。电弧旋转电极制粉工艺，由于有一电极为钨棒，故容易产生钨的污染（粉末中的含钨量达400ppm），会降低材料的疲劳性能。为消除钨的污染，又发展了以电子束或等离子体为热源的旋转电极和电弧旋转坩埚以及电子束旋转盘等多种离心雾化制粉工艺。此类粉末是制造钛粉末冶金航空零件的主要原料。

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

合金的制取分为坯锭制取和塑性变形成材 ：

钼钛合金1.坯锭制取

分粉末冶金法和熔炼法两种。粉末冶金祛是将高纯钼粉，氢化钛粉和石墨粉按成分要求混合后，用压模压制或等静压压制成坯锭，再经氢气保护下的垂熔或间接加热烧结成坯锭。熔炼法是将高纯钼条、含碳钼条和合金元素钛按或分要求用真空电弧熔炼或电子束熔炼成铸锭。

钼钛合金2.塑性变形

粉末冶金坯锭经锻造、轧制或直接轧制成材。熔炼铸锭经挤压、锻造和轧制成材。变形产品种类有锻件、棒材、丝材、管材、厚板、薄板 。

α型钛合金指的是使用温度下有α型单相态，抗拉强度比工业纯钛稍高，是优良的超低温合金之一。