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钛的力学性能详解
①纯钛的抗拉强度范围在265~353MPa之间,而一般的钛合金强度则高达686~1176MPa,最高记录更是达到了惊人的1764MPa。尽管许多钢的强度与钛合金相当,但钛合金的比强度却远超普通钢。
③剪切强度作为力学性能的一个重要指标,通常占抗拉强度的60%至70%。而钛和钛合金薄板的承压屈服强度则是其抗拉强度的1.2至2.0倍。
⑥在弹性方面,工业纯钛的拉伸弹性模量处于105至109GPa之间。大多数钛合金在退火状态下的拉伸弹性模量稍高,范围为110至120GPa。而时效硬化的钛合金则拥有更高的拉伸弹性模量,其抗压弹性模量更是不低于拉伸弹性模量。
⑦在扭转或剪切方面,工业纯钛的模量值为46GPa,而钛合金的剪切模量稍有波动,介于43至51GPa之间。增加间隙物含量虽然能提高钛合金的强度,但却可能对其抗冲击性能和断裂韧性造成不利影响。
⑨高温下,钛合金仍能保持其优良的性能。常见的工业钛合金在540℃的温度下可短时间使用,长时间适用的温度范围则在450至480℃之间。如今已有能在600℃高温下工作的钛合金问世。
⑩在低温和超低温环境下,钛和钛合金依然能维持其原有的力学特性。随着温度降低,它们的强度会增强而延性逐渐减弱。但许多退火的钛合金在零下195.5℃时仍保持足够的延性和断裂韧性。
液氧、液氢和液氟等是导弹和宇宙装置的重要推进剂。选择具有优秀低温性能的材料制作低温气体容器和结构件至关重要。当材料的显微结构呈等轴状且间隙元素(如氧、氦、氢)含量极低时,其延展性仍能保持在5%以上。