ZTA2钛合金,通常简称为ZTA2,是一种商用纯钛合金。它以其优异的耐腐蚀性和较高的强度重量比而闻名,是高要求环境下的理想选择。ZTA2的主要化学成分如下:
钛 (Ti): ≥ 99.2%
氧 (O): ≤ 0.18%
铁 (Fe): ≤ 0.20%
碳 (C): ≤ 0.08%
氮 (N): ≤ 0.03%
氢 (H): ≤ 0.015%
这些成分的微量变化可以显著影响材料的性能,尤其是在不同温度条件下。
力学性能
常温下的力学性能
在室温下(约25℃),ZTA2钛合金表现出以下力学性能:
抗拉强度 (σb): 345 MPa
屈服强度 (σs): 275 MPa
延伸率 (δ): 20%
硬度 (HV): 160
这些性能使得ZTA2适用于需要高强度和耐久性的应用。
高温下的力学性能
随着温度的升高,ZTA2钛合金的力学性能会发生变化。常见的高温下的力学性能测试温度为150℃、300℃和450℃。以下是相应温度下的性能表现:
150℃:
抗拉强度:330 MPa
屈服强度:265 MPa
延伸率:18%
300℃:
抗拉强度:315 MPa
屈服强度:250 MPa
延伸率:16%
450℃:
抗拉强度:300 MPa
屈服强度:240 MPa
延伸率:14%
随着温度的升高,ZTA2的抗拉强度和屈服强度略有下降,而延伸率也有所降低。尽管如此,ZTA2在高温下仍保持较好的力学性能,使其适用于高温环境下的应用。
化学性能
ZTA2钛合金以其卓越的耐腐蚀性著称。它在多种腐蚀环境下表现出稳定的化学性能,特别是在氧化性和中性环境中,如海水、氯化物溶液和某些酸性溶液中。其耐腐蚀性主要归因于表面形成的致密氧化钛(TiO₂)薄膜,这层氧化膜能有效阻止大多数腐蚀性物质的侵蚀。
不同温度下的化学稳定性
在高温环境中,ZTA2的化学稳定性依然保持良好。在300℃以下,氧化钛膜能够自愈,保持对材料的保护作用。超过300℃时,氧化膜的生长速率加快,可能会导致膜的脆化,这对长期使用的设备提出了更高的要求。
