鈦青銅(titaniumbronze)
以鈦為主要添加元素的青銅。添加量一般為3.0%~4.5%。此外,加入少量的鐵(0.2%~0.5%)等元素細化晶粒。鈦青銅是20世紀80年代發展起來的高強、耐磨、耐蝕彈性材料,可熱處理強化,經固溶熱處理及形變時效綜合處理后,其力學性能接近于鈹青銅,但導電性能不及鈹青銅。表中列出了含鈦為4.5%鈦青銅在不同狀態下的力學性能。
鈦青銅是典型的時效析出強化型合金。在890℃,鈦在銅中的最大溶解度為4.7%,隨溫度的降低,其固溶度明顯下降。鈦青銅(鈦含量4.5%)通常經850℃固溶熱處理后,形成面心立方晶格的過飽和固溶體,隨后,給予450℃的時效熱處理,析出正方晶格的γ´(Cu3Ti)過渡相強化基體。如時效溫度過高或延時過時效,γ´相發展成片層狀的γ相,整體組織顯示不連續析出的特征,合金力學性能明顯下降。為改善γ´相的均勻彌散分布,鈦青銅通常采取冷加工形變與時效析出的綜合強化工藝。否則,其強度達不到鈹青銅的水平。鈦青銅的優點是,原材料成本低于鈹青銅,冶金及其他過程無鈹毒污染,耐高溫性能略優于鈹青銅。中國和日本約在70~80年代對于鈦青銅曾開展較廣泛的研究和開發工作,目的旨在尋求鈹青銅的代用材料。研究結果集中在含4%Ti、含1%Fe的鈦青銅合金,國內已形成小規模生產,其企業牌號為QTi4—1。
鈦青銅(Cu一4.5Ti)在不同狀態下的力學性能
| 熱處理前 | - | 熱處理后① | |||||
| 狀態 | 抗拉強度 σb/MPa | 伸長率 δ/% | 硬度 (HV) | 抗拉強度 σb/MPa | 伸長率 δ/% | 硬度 (HV) | 電導率 /%IACS |
| 軟態 1/4硬態 硬態 特硬 | 490 540 735 910 | <30 <10 | 145 190 235 275 | 790 910 1053 1176 | 25 15 3 <2 | 270 300 340 380 | 10 9 8 8 |
①熱處理工藝為850℃淬火,450℃時效
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