1、鈦合金是以鈦元素為基加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質(zhì)異晶體：鈦是同素異構(gòu)體，熔點為1668℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為α-鈦；在882℃以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu)，稱為β-鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點，添加適當?shù)暮辖鹪?，使其相變溫度及組分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金。

　　2、鈦合金的化學成分

　　合金牌號名義化學成分化學成分，%主要成分雜質(zhì)，不大于TiAlSnMoVCrFeMnCuSiFeCNHO其他元素單一總和TC1Ti-2Al-1.5Mn余1.0~2.50.7~2.00.300.080.050.0120.150.100.40TC2Ti-4Al-1.5Mn余3.5~5.00.8~2.00.300.080.050.0120.150.100.40TC3Ti-5Al-4V余4.5~6.03.5~4.50.300.080.050.0150.150.100.40TC4Ti-6Al-4V余5.5~6.83.5~4.50.300.080.050.0150.200.100.40TC4ELITi-6Al-4VELI余5.5~6.53.5~4.50.250.080.030..130.100.30TC6Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si余量5.5~7.02.0~3.00.8~2.30.2~0.70.15~0.40-0.080.050.0150.180.100.40TC8Ti-6.5Al-3.5Mo-0.25Si余量5.8~6.82.8~3.80.2~0.350.400.080.050.0150.150.100.40TC9Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si余量5.8~6.81.8~2.82.8~3.80.2~0.40.400.080.050.0150.150.100.40TC10Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe余量5.5~6.51.5~2.55.5~6.50.35~1.00.35~1.0-0.080.040.0150.200.100.40

　　3、概述

　　線膨脹系數(shù)=7.89*10-6℃，比熱=0.612cal/g·℃。鈦合金的彈性模量較低。TC4的彈性模量E=110GPa，約為鋼的1/2，故鈦合金加工時容易產(chǎn)生變形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)鈦合金，采用兩種注入方案進行表面改性，試驗表明，鈦合金經(jīng)離子注入后，提高了顯微硬度，顯著地降低了滑動摩擦系數(shù)，有效地提高了耐磨性.為探明其改性機理，對注入與未注入樣品進行了X射線光電子能譜(XPS)分析，獲得滿意的結(jié)果.

　　4、試件制備及注入條件

　　TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38

　　注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28

　　未注入 3133 0

　　TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36

　　注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30

　　從表1看出，離子注入后，試件的顯微硬度都有不同程度的提高，其中TC4鈦合金注入(N+ +N+2)混合束后硬度約提高1.4倍.

　　●TC4 熱膨脹系數(shù)：

　　TC4鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、小的密度、高的比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點，在航空航天、石油化工、造船、汽車，醫(yī)藥等部門都得到成功的應(yīng)用。

　　●TC4鈦合金力學性能：

　　抗拉強度σb/MPa≥895,規(guī)定殘余伸長應(yīng)力σr0.2/MPa≥825,伸長率δ5(%)≥10,斷面收縮率ψ(%)≥25

　　●TC4鈦合金密度:

　　5、（g/cm3）工作溫度-100～550（℃）

　　●TC4鈦合金化學成分:

　　TC4含鈦(Ti) 余量,鐵(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氫(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,鋁(Al)5.5～6.8,釩(V)3.5～4.5

　　鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V，屬于(α+β)型鈦合金，具有良好的綜合力學機械性能。比強度大。TC4的強度sb=1.012GPa，密度g=4.4*103，比強度sb/g=23.5，而合金鋼的比強度sb/g小于18。 鈦合金熱導(dǎo)率低。 鈦合金的熱導(dǎo)率為鐵的1/5、鋁的1/10，TC4的熱導(dǎo)率l=7.955W/m·K。