叙述哈氏合金棒加工的力学性能简单介绍

抗拉强度是纯钛265-353MPa，而普通的哈氏合金棒则是686-1176MPa，目前最大可以达到1764MPa。在强度方面，哈氏合金棒材与许多钢相同，但远优于强度哈氏合金棒材，这里的比值是指材料的强度除以它的视密度，又称强度-重量比。其比值是(N/m2)/(kg/m3)或者N.m/kg。抗拉强度与表观密度的比值称为比值强度。物质的强度(拉伸)和密度的比值。

钛-钛-哈氏合金棒材抗压强度不低于其抗拉强度。工业性纯钛的压缩屈服强度与拉伸屈服强度基本相同，而Ti-6Al-4V和Ti-5Al-2.5Sn合金的压缩屈服强度略高于其拉伸强度。一般情况下，剪切强度为拉伸强度的60%-70%，钛及哈氏合金棒板的抗拉屈服强度为1.2-2.0倍。

叙述哈氏合金棒加工的力学性能简单介绍

医学哈氏合金棒

经过加工、退火处理的钛及哈氏合金棒材在正常大气气氛下的拉伸强度为(0.5-0.65)倍。通过107次疲劳实验(Kt=3.9)，退火Ti-6Al-4V的抗拉强度为0.2倍。加工工业纯钛，纯度最高的硬度一般小于120HB，其它纯钛硬度在200-295HB之间。纯钛型铸件硬度在200-220HB之间。退火时，哈氏合金棒的硬度值为32-38HRC，相当于298-349HB。铸造的Ti-5Al-2.5Sn和Ti-6Al-4V合金的硬度为320HB，而低间隙杂质Ti-6Al-4V铸件的硬度为310HB。

采用105-109GPa的工业纯钛拉伸弹性模量为105-109GPa，而大部分哈氏合金棒的拉伸弹性模量为110-120GPa。与退火状态相比，时效硬化的哈氏合金棒的拉伸弹性模量稍大，而抗压弹性模量等于或大于拉伸弹性模量。尽管钛-哈氏合金棒材的刚度比铝和铝合金大很多，但只有铁的55%。在合金棒材弹性模量方面，与铝合金相当，仅次于铍、钼和一些高温合金。

试验结果表明，工业纯钛的扭转和剪切模量分别为46GPa和43-51。为了提高哈氏合金棒材的强度，增加间隙元素含量，将对合金的抗冲击性能和断裂韧度产生不利影响。加工工业用纯钛，其夏氏缺口冲击强度值为15-54J/cm2，铸造态为4-10J/cm2。在退火状态下，哈氏合金棒材的冲击强度为13~25.8J/cm2，时效状态略低。铸态的Ti-5Al-2.5Sn合金的夏氏V型缺口冲击强度为10J/cm2,20-23J/cm2为20-23J/cm2。含氧量愈低的哈氏合金棒材，此值愈高。

很多哈氏合金棒都有较高的断裂韧度，或哈氏合金棒抗裂纹扩展的能力。退火状态的Ti-6Al-4V合金是一种具有优良韧性的材料。在缺口集中系数Kt=25.4mm的情况下，缺口拉伸强度与非缺口拉伸强度的比值大于1。

在较高的温度下，哈氏合金棒仍可维持。普通工业用哈氏合金棒在540℃时仍能保持良好的性能，但只能作短时使用，长期使用时可达450-480℃。开发了适用于600℃高温的哈氏合金棒。作为导弹材料，哈氏合金棒可以在540℃的高温下长期使用，同时也能在760℃下短期使用。

在低温、超低温条件下，哈氏合金棒材仍然能够保持其原有的机械性能。钛、哈氏合金棒材的强度随温度降低而增大，但延性却逐渐下降。很多退火的哈氏合金棒材在-195.5℃的温度下还具有足部使用的塑性和断裂韧度。特别是在-252.7℃温度下，间隙元素Ti-5Al-2.5Sn合金可以使用。结果表明，在-25.7℃时，其缺口抗拉强度与非缺口拉伸强度的比值为0.95~1.15。

液态氧气、液态氢及氟液是导弹和宇宙飞船的重要推进剂。对于制造低温气体容器及低温构件的材料，其低温性能至关重要。在微观结构为等轴隙元素(氧、氮、氢等)含量较低的情况下，哈氏合金棒材的塑性仍然高于5%。在-252.7℃时，大部分哈氏合金棒的延性较差，而Ti-6Al-4V合金的延伸率可达12%。