杂质元素对钛性能的影响

 　　钛中主要杂质元素有氧、氮、碳、硅，前三种属间隙型元素，后一种属于置换型元素。综合考虑间隙元素对硬度的影响， 引入氧当量：O 当= O% +2N%+0.67%氧当量和硬度的关系为： HV=65+310 O 。氢降低 α + β相变温度， / β 是 β稳定元素，在 β-Ti 中的溶解度比 α-Ti 中大得多，且在 α-Ti 中的溶解度随温度降低而减少，当冷却到室温时，会析出脆性氢化物 TiH 2，使合金变脆，称为氢化物氢脆。含氢的 α-Ti 在应力作用下，促进氢化物析出，叫应力感生氢化物氢脆。此外，溶解在晶格中的氢原子，在应力作用下，经过一定时间会扩散到晶体缺陷处， 引起塑性降低， 当应力去除并静止一段时间，在进行高速变形，塑性又可以恢复，称为可逆氢脆。在高温形变时氢有增塑作用， 即提高热塑性或超塑性。 生产上利用氢作为暂时合金元素渗入合金中去， 发挥其有利作用， 然后通过真空退火去氢。 增塑的原因是氢降低形变激活能， 提高了形变过程中扩散协调变形能力。 同时氢在高温下分布比较均匀 ，减少了局部弹性畸变，并且氢有促进晶粒细化作用，从而改善了高温热塑性。氮、氧、碳都提高 α + β相变温度，扩大 / β α相区，属 α稳定元素，提高了钛的强度，急剧降低塑性，影响程度按氮、氧、碳顺序递减。微量铁和硅在固溶范围内与钛形成置换固溶体，对钛的性能影响不像间隙元素那样强烈。