钛及钛合金的二元相图主要根据其合金元素与钛的互溶性不同,可分为四种类型,每种类型对应不同的单相或多相特性:
1. 完全互溶型(固溶体型):如钛与钒(V)、钼(Mo)、镍(Ni)等形成的二元相图。这类合金在固态下能够完全互溶,形成单一的固溶体相(α或β相),且相区连续,没有相界。这种相图下,合金具有均匀的组织和优异的力学性能,通常表现出良好的塑性和韧性。
2. 有限互溶型(α+β型):如钛与铝(Al)、锡(Sn)、锆(Zr)等形成的二元相图。这类合金在固态下只能有限互溶,形成两个不同的固溶体相区(α相和β相),并存在一个明确的相界。这种相图下,合金在加热或冷却过程中会发生相变,形成α相和β相的混合组织,从而影响其力学性能,通常具有较高的强度和硬度。
3. 共晶型(α+β共晶型):如钛与铌(Nb)、钽(Ta)等形成的二元相图。这类合金在固态下形成α相和β相的共晶反应,存在一个共晶点。在共晶点以下,合金形成单一的α相;在共晶点以上,形成α相和β相的混合组织。这种相图下,合金的组织和性能具有明显的温度依赖性,通常表现出较高的强韧性和耐磨性。
4. 包晶型(β+α包晶型):如钛与硅(Si)、锗(Ge)等形成的二元相图。这类合金在固态下形成β相包晶反应,存在一个包晶点。在包晶点以下,合金形成单一的β相;在包晶点以上,形成β相和α相的混合组织。这种相图下,合金的组织和性能也具有明显的温度依赖性,通常表现出较高的强度和硬度,但塑性和韧性相对较低。
综上所述,钛及钛合金的二元相图类型多样,其单相或多相特性直接影响合金的力学性能和加工工艺,因此在实际应用中需要根据具体需求选择合适的合金和热处理制度。