鈦及鈦合金加工件的材料特性及加工性能

一、鈦及鈦合金異形件的特性
鈦及鈦合金具有許多優良特性，主要體現在如下幾個方面：
1.強度高。鈦合金具有很高的強度，其抗拉強度為686—1176MPa，而密度僅為鋼的60%左右，所以比強度很高。
2.硬度較高。鈦合金(退火態)的硬度HRC為32—38。
3.彈性模量低。鈦合金(退火態)的彈性模量為1.078×10－1.176×10MPa，約為鋼和不銹鋼的一半。
4.高溫文低溫功能優良。在高溫下，鈦合金仍能堅持杰出的機械功能，其耐熱性遠高于鋁合金，且工作溫度規模較寬，現在新式耐熱鈦合金的工作溫度可達550—600℃；在低溫下，鈦合金異形的強度反而比在常溫時添加，且具有杰出的耐性，低溫鈦合金在－253℃時還能堅持杰出的耐性。
5.鈦的抗腐蝕性強。鈦在550℃以下的空氣中，外表會敏捷構成薄而細密的氧化鈦膜，故在大氣、海水、硝酸和硫酸等氧化性介質及強堿中，其耐蝕性優于大多數不銹鋼。

二、鈦及鈦合金的加工功能
       1.切削加工功能
       鈦合金強度高、硬度大，所以要求加工設備功率大，模具、刀具應有較高的強度和硬度。切削加工時，切屑與前刀面觸摸面積小，刀尖應力大。與45鋼相比，鈦合金的切削力雖然只有其2/3—3/4，可是切屑與前刀面的觸摸面積卻更小(只有45鋼的1/2—2/3)，所以刀具切削刃接受的應力反而更大，刀尖或切削刃簡單磨損；鈦合金沖突因數大，而熱導率低(分別僅為鐵和鋁的1/4和1/16)；刀具與切屑的觸摸長度短，切削熱積聚于切削刃附近的小面積內而不易散發，這些因素使得鈦合金的切削溫度很高，造成刀具磨損加快并影響加工質量。因為鈦合金彈性模量低，切削加工時工件回彈大，簡單造成刀具后刀面磨損的加重和工件變形；鈦合金高溫時化學活性很高，簡單與空氣中的氫、氧等氣體雜質發生化學反應，生成硬化層，一起進一步加重了刀具的磨損；鈦合金切削加工中，工件資料極易與刀具外表粘結，加上很高的切削溫度，所以刀具易于發生擴散磨損和粘結磨損。
2.磨削加工功能
       鈦合金化學性質生動、在高溫下易與磨料親和并粘附，阻塞砂輪，導致砂輪磨損加重，磨削功能降低，磨削精度不易確保。砂輪磨損一起也增大了砂輪與工件之間的觸摸面積，致使散熱條件惡化，磨削區溫度急劇升高，在磨削外表層構成較大的熱應力，造成工件的部分燒傷，發生磨削裂紋。鈦合金強度高、耐性大，使磨削時磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應添加。鈦合金熱導率低、比熱小、磨削時熱傳導慢，致使熱量積聚在磨削弧區，造成磨削區溫度急劇升高。