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鈦合金的分類及特性介紹--www.exlcsoft.com

鈦合金特性介紹

鈦合金材料乃為提高航空機具飛行性能而開發的高性能材料，隨著工業技術及科技的進步及人們消費能力的提升，其應用領域也由早期的航太工業逐漸擴展至其他領域，諸如船艇、汽車、運動休閑器材及生醫器材等行業，與人類的關系越來越密切；隨著鈦合金應用普及化之后所必須面臨的問題，則是如何克服鈦合金各種加工技術的難題。

鈦及鈦合金的合金理論及分類

鈦金屬可分為純鈦、α合金、α＋β合金及β合金四大類。純鈦在常溫為HCP(Hexagonal Close-Packed)晶格結構(α相)，在885℃左右變態成體心立方BCC(Body-Centered Cubic)結構(β相)，此溫度稱為β變態點。在純鈦中添加不同合金元素及不同添加量會改變β變態點位置，造成α＋β兩相區的出現。

經合金添加后之鈦合金，在常溫為單一α相者稱α合金，在常溫為α＋β相者稱為α＋β合金，在常溫為β相者為稱為β合金。

(1) α 合金
α合金為α相安定元素及中性元素固溶于α相中所形成的單相合金，以Ti-5Al-2.5Sn最具代表性，此類合金高、低溫性能安定，延性及耐潛變性均佳。

(2) α＋β 合金
α＋β合金中，α及β相的含量受α安定元素及β安定元素的影響極大，在性能上亦有顯著不同。 β相含量少則合金行為類似α合金，反之α相含量少則合金行為類似β合金。 α＋β合金中最具代表性的是Ti-6Al-4V。 β相含量較多者有Ti-6Al-6V-2Sn及Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等。 Ti-6Al-4V之用量占所有鈦合金用量的70％左右。

(3) β 合金
β合金在常溫下為準安定的體心立方堆積(BCC)結構，為單一β相合金。此類合金之冷間加工性較α＋β合金為佳，時效硬化處理后抗拉強度可達150kgf/mm2，降伏強度可達140 kgf/mm2。具代表性的此類合金有Ti-15V-3Cr-3Su-3Al、Ti-10V-2Fe-3Al及Ti-13V-11Cr-3Al等。

鈦及鈦合金的應用

早期鈦合金之開發主要是用于飛機零組件上，現今則因工業科技的進步與經濟能力的提升，鈦及鈦合金的應用除了仍延續早期的航太、國防、石化、電廠工業之外更擴及汽機車、自行車工業、醫療器材零組件、運動休閑用品及建筑景觀等行業。

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