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钛在不锈钢中的作用
钛在不锈钢中的作用
定义
元素周期表中原子序数为
22
,属于
Ⅳ
B
族的金属元素。具有同素异晶转变,高温相为体心立方晶格的族相,低温为密排六方晶格的相相,相变点为
882
℃
。元素符号
Ti
用途
钛
是一种化学
元素
,化学符号Ti,原子序数22,是一种银白色的
过渡金属
,其特征为重量轻、强度高、具金属光泽,亦有良好的抗腐蚀能力(包括
海水
、
王水
及
氯气
)。由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱,以及高强度、低密度,被美誉为“太空金属”[2]。钛于1791年由格雷戈尔(William Gregor)于英国
康沃尔郡
发现,并由
克拉普罗特
(Martin Heinrich Klaproth)用
希腊神话
的
泰坦
为其命名。
钛能与
铁
、
铝
、
钒
或
钼
等其他元素熔成
合金
,造出高强度的轻合金,在各方面有着广泛的应用,包括航天(
喷气发动机
、
导弹
及
航天器
)、**、工业程序(化工与石油制品、
海水淡化
及造纸)、汽车、农产食品、医学(义肢、骨科移植及牙科器械与填充物)、运动用品、珠宝及手机等等。[4]。
钛*有用的两个特性是,抗腐蚀性,及金属中*高的强度-重量比[7]。在非合金的状态下,钛的强度跟某些
钢
相若,但却还要轻45%[8]。有两种
同素异形体
[9]
和五种天然的
同位素
,由Ti到Ti,其中
丰度
*高的是Ti(73.8%)[10]。钛的化学性质及物理性质和
锆
相似,这是因为两者的
价电子
数目相同,并于
元素周期表
中同属一
族
。
钛的物理性质
钛是钢与合金中重要的合金元素,钛的
密度
为4.506-4.516
克
/
立方厘米(20℃),高于铝而低于铁、铜、镍。
但
比强度
位于金属之首
。
熔点
1668±4℃
,熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子,
沸点
3260±20℃
,汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子,
临界温度
4350℃
,
临界压力
1130
大气压。钛的导热性和导电性能较差,近似或略低于
不锈钢
,钛具有超导性,纯钛的
超导临界温度
为 0.38-0.4K。在25℃时,钛的热容为0.126卡/克原子·度,热焓1149卡/克原子,熵为7.33卡/克原子·度,金属钛是
顺磁性物质
,导磁率为1.00004。
钛具有可塑性,
高纯钛
的延伸率可达50-60%,断面收缩率可达70-80%,
但收缩强度低(即收缩时产生的力度),
不宜作
结构材料
。钛中杂质的存在,对其
机械性能
影响极大,特别是间隙杂质(氧、氮、
碳
)可大大提高钛的强度,显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能,就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加
合金元素
而达到的。
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