第三章钛合金及合金化原理31钛合金相图类型及合金元素分类1钛合金的二元相图（1）第一种类型与α和β均形成连续互溶的相图。只有2个即TiZr和TiHf系。钛、锆、铪是同族元素，其原子外层电子构造一样，点阵类型相同，原子半径相近。这两元素在α钛和β钛中溶解能力相同，对α相和β相的稳定性能影响不大。温度高时，锆的强化作用较强，因此锆常作为热强钛合金的组元。（2）第二种类型β是连续固溶体，α是有限固溶体。有4个：TiVTiNbTiTaTiMo系。V、Nb、Ta、Mo四种金属只有一种一种体心立方，所以它们与具有相同晶型的βTi形成连续固溶体，而与密排六方点阵的αTi形成有限固溶体。V属于稳定β相的元素，并且随着浓度的提高，它急剧降低钛的同素异晶转变温度。V含量大于15时，通过淬火可将β相固定到室温。对于工业钛合金来说，V在α钛中有较大的浓度（3），这样可以得到将单相α合金的优点（良好的焊接性）和两相合金的有点（能热处理强化，比α合金的工艺塑性好）结合在一起的合金。TiV系中无共析反应和金属化合物。Nb在α钛中溶解度大致和V相同（约4），但作为β稳定剂的效应低很多。Nb含量大于37时，可淬火成全β组织。Mo在α钛中的溶解度不超过1，而β稳定化效应最大。Mo含量大于1时，可淬火成全β组织Mo的添加有效地提高了室温和高温的强度。Mo室温一个缺点是熔点高，与钛不易形成均匀的合金。加入Mo时，一般是以MoAl中间合金形式（通过钼氧化物的铝热还原过程制得）加入。（3）第三种类型与α、β均有限溶解，并且有包析反应的相图。TiAl、TiS
、TiCa、TiB、TiC、TiN、TiO等。5～25Al浓度范围内的相区范围内存在有序化的α2（Ti3X）相它会使合金的性能下降。铝当量AlAl13S
16Zr12Ga10O≤8～9。只要铝当量低于8～9，就不会出现α2相。S
是相当弱的强化剂，但能显著提高热强性，以锡合金化时，其室温塑性不降低而热强性增加。微量的B可细化钛及其合金的大晶粒，Ga可以与钛良好溶合，并显著提高钛合金的热强性。氧是较“软”的强化剂，在含量允许的范围内时，不仅可保证所需的强度水平，而且可以保证足够高的塑性。（4）第四种类型与α、β均有限溶解，并且有共析分解的相图，有TiCr、TiM
、TiFe、TiCo、TiNi、TiCu、TiSi、TiBi、TiW、TiH。TiCr系中，形成的Ti2Cr化合物有两种同素异晶形式，其固溶体以δ和γ表示。Cr属于β稳定元素，在α钛中的溶解度不超过05。Cr含量大于9时，r