鈦(Titanium)是一種金屬化學元素,化學符號Ti,原子序數22,在化學元素周期表中位于第4周期、第IVB族。由格雷戈爾于1791年發現。是一種銀白色的過渡金屬,其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐濕氯氣腐蝕。但鈦不能應用于干氯氣中,即使是溫度0℃以下的干氯氣,也會發生劇烈的化學反應,生成四氯化鈦,再分解生成二氯化鈦,甚至燃燒。只有當氯氣中的含水量高于0.5%的時候,鈦在其中才能保持可靠的穩定性。


鈦被認為是一種稀有金屬,這是由于在自然界中其存在分散并難于提取。但其相對豐富,在所有元素中居第十位。鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石,廣布于地殼及巖石圈之中。

金屬元素分析

鈦(Ti)

1、鈦能改善鋼的熱強性,提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強度。

2、能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩定性。使鋼在高壓下對氫的穩定性高達600℃以上,在珠光體低合金鋼中,鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現象。因此,鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強鋼中的重要合金元素之一。

金屬元素分析

鈦和氮、氧、碳都有極強的親和力,是一種良好的脫氧去氣劑和固定氮、碳的有效元素。鈦和碳的化合物(TiC)結合力極強,穩定性高,只有加熱到1000℃以上才會緩慢溶入鐵的固溶體中,TiC微粒有阻止鋼晶粒長大粗化的作用。鈦是強鐵素體形成元素之一,使奧氏體相區縮小。固溶態鈦提高鋼的淬透性,而以TiC微粒存在時則降低鋼的淬透性。鈦含量達一定值時,由于TiFe2的彌散析出,可產生沉淀硬化作用。


鈦對鋼的力學性能的影響。當鈦以固溶態存在于鐵素體之中時,其強化作用高于鋁、錳、鎳、鉬等,次于鈹、磷、銅、硅。鈦對鋼的力學性能的影響取決于它的存在形態、Ti和C的含量比以及熱處理方法。鈦的質量分數在0.03%~0.1%之間時可使屈服強度有所提高,但當Ti和C的含量比超過4時,其強度和韌性急劇下降。鈦能提高持久強度和蠕變抗力。鈦對鋼的韌性,特別是低溫沖擊韌性有改善作用。


鈦對鋼的物理、化學及工藝性能的影響。提高鋼在高溫、高壓、氫氣中的穩定性。鈦可提高不銹耐酸鋼的耐蝕性,特別是對晶間腐蝕的抗力。低碳鋼中,當Ti和C的含量比達到4.5以上時,由于氧、氮、碳全部被固定,具有很好的耐應力腐蝕和耐堿脆性能。在鉻的質量分數為4%-6%的鋼中加入鈦,能提高鋼在高溫時的抗氧化性。 鋼中加入鈦可促進氮化層的形成,可較迅速地獲得所需的表面硬度。含鈦鋼被稱為“快速氮化鋼”,可用于制造高精度螺桿。改善低碳錳鋼和高合金不銹鈉的焊接性。

金屬元素分析

鈦的質量分數超過0.025%時可作為合金元素考慮。鈦作為合金元素在普通低合金鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、永磁合金以及鑄鋼中有廣泛應用。鈦已經被用作各種先進材料,成為重要的戰略物資,在航天業中使用量占比過半,如航空航天器、動力機械等。


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