合金元素の分類

合金元素であるチタンには 2 種類の均質な異結晶があります。882 度以下の密に配置された六方晶構造チタンと 882 度以上の体心立方構造チタンです。
相転移温度への影響によると
合金元素は、相転移温度への影響に応じて 3 つのカテゴリに分類できます。
① 相を安定化し、安定化元素であるアルミニウム、炭素、酸素、窒素などの元素の相転移温度を高めます。その中で、アルミニウムはチタン合金の主な合金元素であり、チタン合金の改善に明らかな効果があります。室温および高温での合金の強度が向上し、比重が減少し、弾性率が増加します。 ② 相の安定化、安定化元素の相転移温度を低下させ、等晶質と共晶の 2 種類に分けることができます。 前者にはモリブデン、ニオブ、バナジウムなどが含まれます。 後者にはクロム、マンガン、銅、鉄、シリコンなどが含まれます。
③ 相転移温度にほとんど影響を与えない元素は、ジルコニウム、錫などの中性元素です。
酸素、窒素、炭素、水素はチタン合金の主な不純物です。 α相中の酸素と窒素は溶解度が高く、チタン合金は顕著な強化効果を発揮しますが、可塑性は低下します。 通常、チタン中の酸素と窒素の含有量はそれぞれ0.15-0.2%と0.04-0.05%と規定されています。 α相中の水素の溶解度は非常に小さいため、水素が過剰に溶解するとチタン合金は水素化物を生成し、合金が脆くなります。 通常、チタン合金中の水素含有量は 0.015% 以下に保たれます。 チタンへの水素の溶解は可逆的であり、真空アニールによって除去できます。
相組成に応じて
チタン合金は相の組成に応じて - 合金、( + ) 合金、 - 合金の 3 つのカテゴリに分類でき、中国ではそれぞれ TA、TC、TB と表されます。

① - 合金には一定量の安定な - 相元素が含まれており、平衡状態は主に - 相で構成されます。 -合金は比重が小さく、良好な熱強度、良好な溶接性、優れた耐食性を備えていますが、室温強度が低いという欠点があり、通常は耐熱材料および耐食材料として使用されます。 -合金は、完全合金（TA7）、準合金（Ti{{10}}Al-1Mo-1V）- -に分類できますおよび - 合金 (Ti-2.0%) と - 合金 (Ti-2.2%)、 - 合金 (Ti-2.2%) および - 合金の少数の化合物-合金(Ti-2.2%)。 (Ti-2.5Cu)。 ② ( + ) 合金には - 相と - 相を安定させる元素が一定量含まれており、平衡状態では合金は - 相と - 相で組織されます。 ( + ) 合金は中程度の強度を持ち、熱処理により強化することができますが、溶接性は劣ります。 ( + ) 合金は広く使用されており、そのうち Ti-6Al-4V 合金の生産がチタン材料全体の半分以上を占めています。
③合金には安定なα相元素が多く含まれており、高温α相を室温まで保持することができます。 合金は、熱処理可能な合金（準安定合金およびほぼ準安定合金）と熱安定合金に分類できます。 熱処理可能な合金は、焼き入れ状態で優れた可塑性を有し、130-140kgf/mm2 の引張強さまで時効させることができます。 -合金は通常、高強度、高靭性の材料として使用されます。 欠点は、比重が高い、コストが高い、溶接性能が低い、切断や機械加工が難しいことです。