工業(yè)純鈦?? (commercial pure titanium)

鈦含量不低于98％、含有少量氧、氮、氫、碳、硅和鐵等雜質(zhì)的致密金屬鈦。氧、氮、碳、氫和硅屬于間隙雜質(zhì)元素，鐵屬于替代式β穩(wěn)定元素。氧、氮、碳都能提高鈦的室溫抗拉強度，同時也會降低鈦的塑性，因此鈦中氧、氮、碳的含量都有比較嚴(yán)格的限制，特別是氧含量。氫在鈦中的溶解度很小，氫與鈦的反應(yīng)是可逆的。氫對鈦性能的主要影響表現(xiàn)為“氫脆”，當(dāng)鈦中氫含量達到一定量后，將會大大提高鈦對缺口的敏感性，從而急劇地降低缺口試樣的沖擊韌性等性能。通常規(guī)定鈦中氫含量不得超過0.015％。

鈦的工業(yè)性生產(chǎn)始于20世紀(jì)40年代末期。1948年美國杜邦(Du-pont)公司生產(chǎn)出了第一批商業(yè)性海綿鈦，從此開創(chuàng)了世界鈦工業(yè)生產(chǎn)的歷史。60年代初，中國開始工業(yè)純鈦的生產(chǎn)。產(chǎn)品有薄板、厚板、棒材、絲材、管材、鍛件和鑄件，已廣泛用于電力、石油化工、制鹽、冶金、化工、輕工、宇航、醫(yī)療器械等部門。

特性???? 工業(yè)純鈦的密度為4.51g／cm³，熔化溫度范圍為1640～1671℃，無磁性，導(dǎo)熱系數(shù)較低。室溫下的組織由α相組成(見鈦合金相變)，也有少量的β相，β至α相的轉(zhuǎn)變溫度為890～920℃。工業(yè)純鈦具有密度低、強度高、易于熔焊和釬焊等優(yōu)點。表2為工業(yè)純鈦的典型力學(xué)性能。優(yōu)異的抗腐蝕性能是工業(yè)純鈦突出的特點之一，其在氧化性和中性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，但在還原性介質(zhì)中耐蝕性較差。

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牌號?????? 工業(yè)純鈦的典型牌號有：美國ASTM的Gr-1、Gr-2、Gr-3、Gr-4；日本JIS的classl、2、3；英國IMI的115、125、130、155、160；德國DIN的3.7025、3.7035、3.7055、3.7065。中國工業(yè)純鈦的材料牌號有變形工業(yè)純鈦TA1、TA2、TA3；鑄造工業(yè)純鈦ZTAl、ZTA2、ZTA3。表1和表2分別給出了他們的化學(xué)成分和力學(xué)性能。

加工?????? 工業(yè)純鈦一般應(yīng)經(jīng)過兩次真空(其中至少一次是在真空白耗電極電弧爐中)熔煉，其鑄件通常是在真空殼式爐中進行生產(chǎn)。

工業(yè)純鈦既可承受熱加工，也可承受冷加工。由于鈦加熱時容易吸收氧、氫和氮，使塑性降低并使性能變壞，所以在加熱時必須注意使?fàn)t內(nèi)的氣氛保持中性或微弱氧化性氣氛，盡量避免采用還原性氣氛，更不允許使用氫氣加熱?？稍谕ǔ５脑O(shè)備上進行鍛造、擠壓、軋制和拉伸等加工，其熱加工的溫度范圍為800～900℃。進行冷加工時，當(dāng)冷加工率達到一定值(如30％～60％)時，應(yīng)進行中間退火。

工業(yè)純鈦的切削性類似于奧氏體不銹鋼，但由于鈦的化學(xué)活性高、導(dǎo)熱性差，對刀具表面有較高的粘結(jié)傾向，因此具體切削工藝與鋼應(yīng)有所區(qū)別。采用鋒利的工gorlg刀具、大進給量、較低的切削速度和溶油性冷卻液，以及剛性強的工夾具，能順利地進行切削加工。工業(yè)純鈦適合于各種焊接，焊縫區(qū)有極好的流動性。焊接方法很多，工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是氬氣保護電弧焊。

用途????? 由于工業(yè)純鈦具有較好的綜合性能和優(yōu)異的耐蝕性能，使它成為許多工業(yè)部分不可缺少的結(jié)構(gòu)材料。而作為生物植入材料，自60年代以來，已在臨床上得到廣泛應(yīng)用。在所有的常用植入金屬材料中，鈦的生物相溶性好，而且由于其密度和彈性接近人骨，又無磁性，因而在不銹鋼、鈷鉻鉬合金和鈦三大金屬植入物材料中，鈦是最有發(fā)展前途的一種生物工程材料。鈦的應(yīng)用已解決了許多重大工程技術(shù)難題，促進了科技進步，帶來了明顯的經(jīng)濟效益，而鈦的優(yōu)異性能和巨大潛力，又展示了其應(yīng)用的更廣闊的前景。

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