Titanium and Titanium Alloys

第1章 钛及钛合金的组织和性能1

11 引言1

12 钛的冶金学3

121 晶体结构3

122 塑性变形4

123 β／α转变5

124 扩散6

13 钛合金的分类7

14 金相试样制备10

15 钛合金的显微组织11

16 钛合金的性能15

17 钛的合金化元素16

18 传统钛合金17

181 α合金17

182 近α合金19

183 α＋β合金19

184 亚稳态β合金20

19 钛合金的织构20

110 钛合金的力学性能22

1101 强度23

. 1102 刚性25

1103 高温强度26

1104 损伤容限性和疲劳28

111 参考文献与进一步阅读30


第2章 β钛合金32

21 引言32

22 冶金和加工工艺33

23 力学性能36

231 拉伸性能36

232 断裂韧性40

233 疲劳（hcf) 43

234 疲劳裂纹扩展（fcp) 46

24 应用48

25 参考文献与进一步阅读49


第3章 有序斜方晶系钛铝化合物：具有高损伤容限性能的金属间化合物52

31 引言52

32 物理冶金：晶体结构、相平衡和合金化学成分55

33 有序斜方晶系钛铝化合物的性能57

331 物理性能57

332 显微组织58

333 力学性能60

34 氧化和环境脆化69

35 结束语74

36 参考文献与进一步阅读75


第4章 γ钛铝化合物：合金设计及性能79

41 引言79

42 γ-钛铝化合物的组成80

43 相变及显微组织83

44 变形的微观机制86

441 滑移和孪生系统86

442 位错增殖89

443 孪晶形核93

444 滑移阻力和位错可动性94

45 力学性能99

451 晶粒细化100

452 合金成分的作用101

453 添加nb后产生的固溶效应102

454 沉淀强化104

455 抗蠕变性107

456 裂纹扩展和断裂韧性112

457 疲劳行为115

46 基本工艺情况117

461 铸锭制备118

462 铸造119

463 热加工过程中的动态再结晶120

464 热加工工艺路线研究的进展123

47 结论128

48 致谢129

49 参考文献与进一步阅读129


第5章 钛合金的疲劳136

51 引言136

52 显微组织的影响136

521 商业纯钛，α合金137

522 近α和α＋β合金140

523 β合金145

53 晶体学织构对疲劳寿命的影响150

54 平均应力对疲劳寿命的影响151

55 机械表面处理的影响152

56 热加工表面处理的影响155

561 α合金155

562 近α和α＋β合金155

563 β合金157

57 钛铝化合物158

58 复合材料159

59 小结161

510 参考文献与进一步阅读161


第6章 钛合金和钛铝化合物的氧化与防护165

61 引言165

62 金属氧化的基础166

621 氧化反应热力学167

622 氧化动力学168

623 合金的氧化172

63 钛合金和钛铝化合物的氧化行为175

631 氧化皮的形成175

632 合金表面层以下区域中非金属元素的溶解185

64 提高抗氧化性的措施188

641 合金元素188

642 预氧化190

643 涂层190

65 小结和展望197

66 参考文献与进一步阅读197


第7章 钛及钛合金--从原材料到半成品205

71 引言205

72 海绵钛205

73 从海绵到锭坯208

74 钛、钛合金及特种合金210

75 半成品加工212

76 应用214

77 回收216

78 小结和展望217


第8章 钛合金的加工218

81 引言218

82 钛合金的机加工218

83 铸造220

84 焊接222

841 熔化焊223

842 摩擦焊224

843 电子束焊224

844 激光束焊224

845 点焊225

846 焊接结构的性能225

85 超塑性成形／扩散连接227

86 粉末冶金229

87 参考文献与进一步阅读231


第9章 钛的熔模铸造233

91 钛233

92 铸造合金233

93 熔炼系统234

94 造型材料234

95 铸件设计235

96 精加工235

961 酸洗(化学蚀刻）235

962 热等静压（hip) 236

963 焊接236

97 铸件实例236


第10章 钛及钛合金的超塑性成形与扩散连接240

101 引言240

102 超塑性242

103 扩散连接245

104 spf工艺246

105 spf材料研究以确定参数247

106 spf加工249

107 spf构件实例249

108 spf成形压力250

109 spf／db加工251

1010 spf／db结构和构件252

1011 小结253

1012 参考文献与进一步阅读253


第11章 钛的锻造254

111 引言254

112 常规性能和应用254

113 钛合金的热加工258

1131 锻造坯的加工258

1132 锻造259

1133 热处理260

114 工艺设计261

1141 几何要求261

1142 锻件和锻造设备262

1143 锻件的加工参数262

1144 有限元模拟264

115 工艺优化和应用实例265

116 参考文献与进一步阅读267


第12章 连续纤维增强钛基复合材料：制备、性能和应用268

121 引言268

122 制备工艺269

123 性能273

1231 强度和刚性273

1232 蠕变性能275

1233 疲劳性能277

1234 tmcs的各向异性279

1235 残余热应力281

124 tmcs的尺寸与设计285

125 材料模型286

126 应用287

127 小结和展望289

128 参考文献与进一步阅读289


第13章 钛合金在航空航天领域中的应用292

131 引言292

132 钛合金在飞机中的应用293

1321 飞机机架294

1322 燃气涡轮发动机297

1323 直升机302

133 太空应用303

134 参考文献与进一步阅读305


第14章 γ (tial) 基合金的生产、加工和应用307

141 引言307

142 γ (tial）基合金的成分308

143 通过热处理调整显微组织311

144 γ (tial）基合金的加工315

1441 铸锭的生产315

1442 粉末生产和压制317

1443 热加工320

1444 锻造321

1445 一次挤压和多次挤压324

1446 板材和箔材的轧制325

1447 超塑性成形327

145 后续加工330

1451 连接330

1452 机加工331

146 需求、部件、测试和应用332

1461 燃气涡轮发动机332

1462 航空333

1463 汽车发动机335

147 结束语337

148 参考文献与进一步阅读338


第15章 钛及钛合金在非航空航天领域中的应用343

151 引言343

152 化学工业、加工业和发电工业343

1521 热交换器和冷凝器344

1522 容器和仪表制造业344

1523 尺寸稳定的阳极--提炼冶金346

1524 石油化工炼油厂346

1525 烟道气体脱硫346

1526 蒸汽涡轮机叶片347

1527 其他应用348

153 在海洋和近海中的应用348

154 汽车工业350

155 建筑业353

156 体育和休闲用品355

1561 高尔夫球355

1562 网球拍、棒球拍和台球弹击杆356

1563 自行车：不仅仅局限于车架356

1564 潜水呼吸用具358

1565 探险和出游用品358

1566 刀具358

1567 冬季运动用品359

1568 多种体育用品359

157 医学应用360

158 牙科植入物363

159 首饰和时尚用品363

1510 乐器365

1511 光学工业366

1512 信息技术366

1513 安全与防护366

1514 参考文献与进一步阅读368


第16章 钛及钛合金的医学应用369

161 引言369

162 各种生物医用金属材料的比较369

1621 抗蚀性369

1622 生物相容性371

1623 生物黏附性(骨骼融合性)372

1624 力学性能、加工性能和适用性375

163 合适的钛基复合材料实例376

1631 具有特殊力学性能的钛材料的结构性表面376

1632 具有特殊生物学性能的ti／陶瓷复合材料380

1633 具有特殊物理性能的ti／陶瓷复合材料383

1634 抗磨损性得到改善的ti／陶瓷复合材料385

164 参考文献与进一步阅读391


第17章 钛在牙科领域中的应用393

171 引言393

172 牙科用钛及钛合金的相关临床特性393

1721 抗蚀性393

1722 生物相容性395

1723 物理性能395

173 钛及钛合金在牙科中的应用397

1731 正牙学397

1732 修复学398

1733 植牙学400

174 牙科实验室中钛的加工401

1741 牙科用钛的熔炼与铸造技术401

1742 cad／cam技术402

175 小结402

176 参考文献与进一步阅读403


第18章 钛在汽车制造领域中的应用404

181 引言404

182 钛在汽车制造领域中的潜在应用405

1821 性能405

1822 潜在的应用407

183 钛制悬簧410

184 排气系统413

185 结论415

186 参考文献与进一步阅读416


第19章 钛合金在近海中的应用417

191 引言417

192 材料和对材料的要求417

1921 在近海中应用的钛材料417

1922 海水腐蚀418

1923 在油和气体环境中的腐蚀418

1924 应力腐蚀开裂（scc) 419

1925 电偶腐蚀419

1926 疲劳421

193 加工422

1931 焊接422

1932 冷成形422

1933 渗氮424

194 应用424

1941 海水系统425

1942 热交换器425

1943 次氯酸盐系统426

1944 升降管管道426

1945 升降管楔形应力接头427

1946 海底系统427

195 货源和成本427

1951 交货427

1952 成本427

196 标准428

197 结论428

198 参考文献与进一步阅读429