敘述哈氏合金棒加工的力學(xué)性能簡單介紹

抗拉強度是純鈦265-353MPa，而普通的哈氏合金棒則是686-1176MPa，目前最大可以達到1764MPa。在強度方面，哈氏合金棒材與許多鋼相同，但遠優(yōu)于強度哈氏合金棒材，這里的比值是指材料的強度除以它的視密度，又稱強度-重量比。其比值是(N/m2)/(kg/m3)或者N.m/kg?？估瓘姸扰c表觀密度的比值稱為比值強度。物質(zhì)的強度(拉伸)和密度的比值。

鈦-鈦-哈氏合金棒材抗壓強度不低于其抗拉強度。工業(yè)性純鈦的壓縮屈服強度與拉伸屈服強度基本相同，而Ti-6Al-4V和Ti-5Al-2.5Sn合金的壓縮屈服強度略高于其拉伸強度。一般情況下，剪切強度為拉伸強度的60%-70%，鈦及哈氏合金棒板的抗拉屈服強度為1.2-2.0倍。

敘述哈氏合金棒加工的力學(xué)性能簡單介紹

醫(yī)學(xué)哈氏合金棒

經(jīng)過加工、退火處理的鈦及哈氏合金棒材在正常大氣氣氛下的拉伸強度為(0.5-0.65)倍。通過107次疲勞實驗(Kt=3.9)，退火Ti-6Al-4V的抗拉強度為0.2倍。加工工業(yè)純鈦，純度最高的硬度一般小于120HB，其它純鈦硬度在200-295HB之間。純鈦型鑄件硬度在200-220HB之間。退火時，哈氏合金棒的硬度值為32-38HRC，相當(dāng)于298-349HB。鑄造的Ti-5Al-2.5Sn和Ti-6Al-4V合金的硬度為320HB，而低間隙雜質(zhì)Ti-6Al-4V鑄件的硬度為310HB。

采用105-109GPa的工業(yè)純鈦拉伸彈性模量為105-109GPa，而大部分哈氏合金棒的拉伸彈性模量為110-120GPa。與退火狀態(tài)相比，時效硬化的哈氏合金棒的拉伸彈性模量稍大，而抗壓彈性模量等于或大于拉伸彈性模量。盡管鈦-哈氏合金棒材的剛度比鋁和鋁合金大很多，但只有鐵的55%。在合金棒材彈性模量方面，與鋁合金相當(dāng)，僅次于鈹、鉬和一些高溫合金。

試驗結(jié)果表明，工業(yè)純鈦的扭轉(zhuǎn)和剪切模量分別為46GPa和43-51。為了提高哈氏合金棒材的強度，增加間隙元素含量，將對合金的抗沖擊性能和斷裂韌度產(chǎn)生不利影響。加工工業(yè)用純鈦，其夏氏缺口沖擊強度值為15-54J/cm2，鑄造態(tài)為4-10J/cm2。在退火狀態(tài)下，哈氏合金棒材的沖擊強度為13~25.8J/cm2，時效狀態(tài)略低。鑄態(tài)的Ti-5Al-2.5Sn合金的夏氏V型缺口沖擊強度為10J/cm2,20-23J/cm2為20-23J/cm2。含氧量愈低的哈氏合金棒材，此值愈高。

很多哈氏合金棒都有較高的斷裂韌度，或哈氏合金棒抗裂紋擴展的能力。退火狀態(tài)的Ti-6Al-4V合金是一種具有優(yōu)良韌性的材料。在缺口集中系數(shù)Kt=25.4mm的情況下，缺口拉伸強度與非缺口拉伸強度的比值大于1。

在較高的溫度下，哈氏合金棒仍可維持。普通工業(yè)用哈氏合金棒在540℃時仍能保持良好的性能，但只能作短時使用，長期使用時可達450-480℃。開發(fā)了適用于600℃高溫的哈氏合金棒。作為導(dǎo)彈材料，哈氏合金棒可以在540℃的高溫下長期使用，同時也能在760℃下短期使用。

在低溫、超低溫條件下，哈氏合金棒材仍然能夠保持其原有的機械性能。鈦、哈氏合金棒材的強度隨溫度降低而增大，但延性卻逐漸下降。很多退火的哈氏合金棒材在-195.5℃的溫度下還具有足部使用的塑性和斷裂韌度。特別是在-252.7℃溫度下，間隙元素Ti-5Al-2.5Sn合金可以使用。結(jié)果表明，在-25.7℃時，其缺口抗拉強度與非缺口拉伸強度的比值為0.95~1.15。

液態(tài)氧氣、液態(tài)氫及氟液是導(dǎo)彈和宇宙飛船的重要推進劑。對于制造低溫氣體容器及低溫構(gòu)件的材料，其低溫性能至關(guān)重要。在微觀結(jié)構(gòu)為等軸隙元素(氧、氮、氫等)含量較低的情況下，哈氏合金棒材的塑性仍然高于5%。在-252.7℃時，大部分哈氏合金棒的延性較差，而Ti-6Al-4V合金的延伸率可達12%。