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钛合金TA1

钛合金TA1介绍

随着现代科技的不断发展，各行各业对新型节能技术及低碳环保的要求越来越高，使得结构轻量化成为发展的主要方向。为满足结构轻量化发展的需要，研究、开发并应用新型轻质高强材料成为迄今最有效的途径。钛合金TA1作为一种具有强度高、抗腐蚀性好以及耐高温等优点的新型材料，近年来在汽车工业、航天工业和国防工业中得到广泛应用。随着航空工业高速发展，钛合金由于强度高、质量轻、耐热性能和耐腐蚀性能好，其紧固件在飞机结构连接中得到越来越多的应用，成为了各国航空技术中不可或缺的重要材料。

钛合金TA1化学成分

◆板材的温室力学性能

钛合金TA1金相工艺

(1)经４次机械抛光＋侵蚀后，可以得到无变形孪晶的工业纯钛TA1显微组织。

(2)在电解液为高氯酸＋冰醋酸（体积比为6:94）、电压为60Ｖ、抛光时间为14s时，工业纯钛TA1的变形层可完全去除，得到真实的显微组织。

(3)电解抛光相对机械抛光时间更短，效率更高，得到的显微组织形貌图质量也更好。

钛合金TA1高温磨损性能

(1)由于表层氧化皮磨屑的润滑作用，有氧化层TA1的摩擦因数更小，在500~700℃下的摩擦因数在0.07~0.22，随温度升高，摩擦因数增大；在相同的载荷和磨损时间下，无氧化层TA1摩擦因数明显更高，在500~700℃下的摩擦因数分别为0.74~0.65，随温度升高，摩擦因数减小。

(2)经过摩擦磨损实验，有氧化层的TA1试样在温度越高的情况下，由硬质磨屑切削形成的犁沟形貌分布越多；无氧化层TA1试样，随温度升高和对磨时间的延长，裂纹更易扩展形成剥层磨损。

(3)TA1材料的主要磨损方式为剥层磨损、黏着磨损以及氧化磨损，无氧化层的TA1材料由于缺少硬度较高的富氧α层，硬度和塑性剪切抗力较低，温度越高时撕裂区更越密集，黏着磨损更为严重。表面硬度和磨损机制不同造成高温下摩擦磨损性能的差异。

钛合金TA1电子束焊工艺

(1)30mm厚TA1中厚板焊接性能良好，采用真空电子束焊在适当工艺规范下可获得优质接头。

(2)焊缝微观组织由柱状α、锯齿α和少量针状α组成。HAZ微观组织由锯齿α构成。焊缝由上至下，微观组织中柱状α和锯齿α的晶粒尺寸递减，柱状α晶界逐渐变模糊。

(3)拉伸数据表明，电子束焊使TA1接头焊接区域的强度增加，塑性下降。拉伸试验中，焊接试样出现颈缩，并断裂于母材。对于取自不同位置的母材及焊接试样，拉伸性能差异不大，但焊接试样的强度略高于母材。

(4)硬度数据表明，电子束焊使接头熔合区及热影响区的硬度提升。焊接试样横向硬度分布趋势为焊缝中心区最高，热影响区其次，母材最低。焊接试样不同熔深部位硬度分布趋势大致相同。与母材相比，熔合区及热影响区的硬度分布相对离散。