钛及钛合金材料的力学性能

纯钛的拉伸强度为265-353mpa，一般钛合金的拉伸强度为686-1176mpa，目前达到1764MPa。钛合金与许多钢一样坚固，但比钛合金强得多，其中比强度是材料的强度除以其表观密度，也称为强度 - 重量比。比强度的国际单位是（N / m2）/（kg / m3）或N·m / kg。材料的拉伸强度与其表观密度之比称为比强度。在断裂点处材料的强度（拉伸）与密度之比。
钛和钛合金的抗压强度不低于其抗拉强度。工业纯钛的压缩屈服强度约等于拉伸屈服强度，而ti-6al-4v和ti-5al-2.5sn合金的抗压强度略高于拉伸强度。剪切强度通常为拉伸强度的60％至70％。钛和钛合金板在压力下的屈服强度是拉伸强度的1.2至2.0倍。
在正常大气条件下加工和退火的钛和钛合金的拉伸强度为（0.5-0.65）。当在缺口状态下进行107次疲劳试验（Kt = 3.9）时，退火ti-6al-4v的耐久强度是拉伸强度的0.2倍。
最高等级的加工工业纯钛的硬度通常低于120HB，而其他纯度的其他纯度钛的硬度为200-295hb。纯钛铸件的硬度为200-220hb。退火状态下钛合金的硬度为32-38HRC，相当于298-349HB。铸态ti-5al-2.5sn和ti-6al-4v合金的硬度为320HB，低间隙杂质ti-6al-4v铸件的硬度为310HB。
工业纯钛的拉伸弹性模量为105-109gpa，大多数钛合金在返回状态下的拉伸弹性模量为110-120gpa。时效硬化钛合金的拉伸弹性模量略高于退火，弹性模量等于或大于拉伸弹性模量。虽然钛和钛合金的刚度远高于铝和铝合金，但它仅占铁的55％。钛合金的比弹性模量与铝合金相当，仅比铍，钼和一些超合金差。工业纯钛的扭转或剪切模量为46GPa，钛合金的剪切模量为43-51gpa。
为了提高钛合金的强度和增加间隙元素的含量，合金的抗冲击性和断裂韧性将受到不利影响。根据钛合金的种类和状态，加工工业中纯钛的查尔斯缺口冲击强度值为15-54j / cm2，铸造状态为4-10j / cm2。钛合金在退火状态下的冲击强度为13-25.8J / cm2，老化状态略低。铸造条件下ti-5al-2.5sn合金的charles-v缺口冲击强度为10J / cm2，ti-6al-4v合金的charles-v缺口冲击强度为20-23j / cm2。钛合金的氧含量越低，值越高。
许多钛合金具有高的断裂韧性或抗裂纹扩展的能力。退火的ti-6al-4v合金是一种具有优异韧性的材料。当切口浓度系数Kt = 25.4mm时，切口拉伸强度与非切口拉伸强度的比率大于1。
钛合金在高温下可以保持一定的性能。一般工业钛合金可以在540℃保持其有用性能，但它们只能在450-480℃的温度范围内长时间使用。已开发出在600℃下使用的钛合金。钛合金作为导弹材料，可在540℃长时间使用，在760℃短时间使用。
钛和钛合金材料可以在低温和超低温下保持其机械性能。随着温度的降低，钛及钛合金材料的强度和延展性增加。许多退火钛合金材料在-195.5℃具有足够的延展性和断裂韧性。 Ti-5al-2.5sn合金具有极少的间隙元素，可在-252.7℃下使用。在-25.7℃，缺口拉伸强度与无缺口拉伸强度之比为0.95-1.15。
液态氧，液态氢和液态氟是导弹和空间装置中的重要推进剂。用于制造低温气体容器和低温结构部件的材料的低温性质是非常重要的。当微观结构是等轴的并且间隙元素（氧，氮，氢等）的含量非常低时，钛合金的延展性仍然大于5％。
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