金属材料学第11章 钛合金

钛及钛合金金基本知识一.钛的应用我们现在在这工作的每一个人对钛都有一个初步的认识，都知道钛是一种比重轻，耐腐蚀，耐热性好等许多优良性能，被誉为“未来金属”“二十一世纪金属”是具有发展前途的新型结构材料。

它有类是铝材的金属色泽，大家也解了一些钛材的有关知识。

咱们先从海绵钛谈起，我国的钛矿储量是世界已探明储量的64%左右，从矿石工业类型上看，我国钛资源主要是原生钒钛磁铁矿岩矿，其次是外生钛铁矿沙矿，第三是金红石岩矿，第四是金红石沙矿，我国钛精矿产能只要分布在四川攀枝花，海南，广西，攀枝花是我国最大的钛精矿供应基地，占中国市场的90%以上。

钛资源主要用来生产钛白，金属钛（海绵钛），含钛钢以及钛焊丝和涂料。

海绵钛主要是通过镁还原和钠还原（蒸馏法）二种方法，其它方法还没有工业化生产。

2008年底，中国海绵钛产量达到6万吨，居世界第一。

钛加工材2.7万吨左右，宝钛2008年钛加工材1.1万吨。

钛锭生产约5万吨。

宝钛只占1/5多。

在中国化工用钛是第一大户，占全国用钛量的44%左右，航空航天占17%左右，体育休闲领域的用钛量为16%，排行第三。

（据2007年统计）。

在美国欧洲，钛材主要用于航空航天领域，约占60%，在日本，钛材主要用于化工.电力等领域，约占50%。

而在中国，主要应用于化工.体有休闲等领域，约占70%。

国外主要钛材生产企业有美国钛金属，Timet,RTI国际金属公司，Allegheny，日本的神户制铁.住友钛和新日铁。

俄罗斯的VSMPO-AVISMA。

钛棒是怎样加工出来的，以前我们没有接触钛的时候，对钛都有一种神秘的感觉。

的确，钛是一种新兴的金属，在20世纪如果说到钛，我们无论老少很多人会感到很陌生，不要说全国，就是咱们宝鸡号称是中国钛城，知道钛的人也不是很多。

所以把钛称作稀有金属，曾经成立的中国稀有稀土集团中就有宝钛集团和遵义钛业的身影，其实钛元素在地球上并不是一个稀缺元素，在所有元素中排行老十，之所以把它排入稀有金属，主要是冶炼困难，工艺复杂，造成生产成本高，所以市场售价就高。

钛合金材料《新型工程材料应用》课程论文摘要：随着新技术革命浪潮的推进，继合金钢和金属铝之后，新崛起的第三金属——钛，越来越多地渗透到工业、技术和科学的各个领域，它的魅力向人类展示了它的美好前景。

本文介绍了钛合金的合金化原理、性能特性，综述近年来国内外钛合金材料的发展应用和研发状况，对钛合金材料的发展前景进行了展望。

关键词：钛合金、合金化、特性、发展概述：钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。

99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

而钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。

合金化原理：钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。

合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：（1）稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。

其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。

（2）稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。

应用了钛合金的产品前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。

（3）对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。

氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。

氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。

通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。

氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。

通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。

氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。

室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。

高强度高弹性钛合金的研究进展肖文龙, 付 雨, 王俊帅, 赵新青, 马朝利（北京航空航天大学 材料科学与工程学院，北京 100191）摘要：钛及钛合金是航空、航天和国防武器装备等领域重要的轻质结构材料。

钛合金较低的弹性模量赋予其优良的弹性功能特性，被应用于航空航天等领域的紧固件和弹簧等元器件。

目前常用的高强钛合金弹性模量较高，不能完全满足应用需求，强度和弹性性能匹配有待进一步提高。

本文综述了高强度高弹性钛合金的发展现状以及新型合金的研发进展，从高强度高弹性钛合金的特点及存在的问题出发，提出基于电子理论的成分设计和β基体结构稳定性的组织调控方法，并简要介绍本课题组基于该方法进行的高强度高弹性钛合金的研究进展，最后展望了高强度高弹性钛合金的发展方向。

关键词：钛合金；强度；弹性；成分设计；组织调控doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2020.000085中图分类号：TG146.2 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2020)03-0011-14钛及钛合金具有高比强度、耐腐蚀、低弹性模量、超弹性和形状记忆等特点，在航空、航天、化工、武器装备和生物医疗等领域得到了广泛的应用[1-5]。

通过合金成分设计和热-机械处理微观组织优化，钛合金的力学性能和功能特性可以在很宽的范围内调控。

与钢铁材料相比，钛合金优良的力学性能和弹性性能，使其成为紧固件和弹簧等元器件重要的结构材料，在航空航天等领域发挥着重要作用[6-9]。

然而，钛合金的高强度和功能特性往往是一对鱼和熊掌不可兼得的矛盾体，如何兼具优异的力学性能和功能特性一直是先进钛合金研发的重点。

经过数十年的发展，新型钛合金的研发取得了一定进展，钛合金的强度和弹性性能匹配有了明显提高。

本文简要回顾高强度高弹性钛合金的发展现状，介绍新型高强度高弹性钛合金成分设计和组织设计方法，并概述本课题组基于该方法开展的研究工作，对其发展趋势进行展望。

第2章2．1 钛的基本性质C1～8]工业纯钛钛的矿物在自然界中分布很广，处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿Fe—TiO3、金红石TiO2及钒钛铁矿等，约占地壳重的0．6％，在金属世界里排行第7，含钛的矿物多达70多种，在海水中含量是1Ug／L，在海底结核中也含有大量的钛。

钛的基本性质主要包括以下几个方面。

2．1．1 物理性质纯净的钛是银白色金属，具有银灰色光泽。

钛属难熔金属，原子序数为22，。

相对原子质量为47．90，位于周期表ⅣB族。

钛有两种同素异构体，。

—Ti在882'C以下稳定，为密排六方晶格(hcp)结构；p—Ti在882~C与熔点1678~C之间稳定存在，具有体心立方晶格(bbc) 结构。

在882~C发生。

一p转变。

—Ti的点阵常数(20'C)为a＝0．2950nm，‘＝0．4683nm，‘／o/=1.587；p—Ti的点阵常数为o=0.3282nm(20℃)或o= 0.3306nm(900~C)。

钛的密度为4．51g／cm3，只相当于钢的57％，属轻金属。

钛的熔点较高，导电性差，热导率和线膨胀系数均较低，钛的热导率只有铁的1／4，是铜的1／7。

钛无磁性，在很强的磁场下也不会磁化，用钛制人造骨和关节植入人体内不会受雷雨天气的影响。

当温度低于0.49K时，钛呈现超导电性，经合金化后，超导温度可提高到9～10K，钛的基本物理性能数据列于表2—1。

┌───────────────┬────────┐│名称│数值│├───────────────┼────────┤│相对原子质量│47．9 │├───────────────┼────────┤│原子半径／nm │0．145 │├───────────────┼────────┤│e—Ti-~-Ti相变潜热／(kJ／mo1) │3．47 │└───────────────┴────────┘比密度续表2．1，2 力学性能室温下纯钛的晶体结构为密排六方结构，其点阵长短轴比c／aGl．633，室温变形时主要以<1010}<1210>柱面滑移为主，并常诱发孪生[9]；钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。

耐高温金属材料有哪些耐高温金属材料是指在高温环境下能够保持良好性能的金属材料，通常用于航空航天、能源、化工等领域。

这些材料能够在高温下保持其强度、硬度和耐腐蚀性能，具有重要的应用价值。

下面将介绍一些常见的耐高温金属材料。

第一种耐高温金属材料是镍基合金。

镍基合金是一种重要的高温结构材料，具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，常用于航空发动机、化工设备等领域。

镍基合金具有优异的高温强度和抗氧化性能，能够在高温下保持稳定的性能。

第二种耐高温金属材料是钼合金。

钼合金具有优异的高温强度和热膨胀性能，常用于制造高温零部件和高温工具。

钼合金在高温下能够保持其强度和硬度，具有良好的耐热性能。

第三种耐高温金属材料是钛合金。

钛合金具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，常用于航空航天领域。

钛合金具有较低的密度和良好的耐热性能，能够在高温下保持其强度和刚性。

第四种耐高温金属材料是铬合金。

铬合金具有良好的耐高温性能和抗氧化性能，常用于制造高温零部件和高温工具。

铬合金在高温下能够保持其强度和硬度，具有优异的高温稳定性。

第五种耐高温金属材料是钨合金。

钨合金具有极高的熔点和优异的高温强度，常用于制造高温工具和高温零部件。

钨合金在高温下能够保持其硬度和耐热性能，具有良好的高温稳定性。

总的来说，耐高温金属材料包括镍基合金、钼合金、钛合金、铬合金和钨合金等多种材料，它们在高温环境下能够保持良好的性能，具有重要的应用价值。

随着科学技术的不断发展，对耐高温金属材料的需求也在不断增加，相信在未来会有更多新型耐高温金属材料的出现，为各个领域的高温应用提供更好的解决方案。

1所示。

图1不同元素对相变温度的影响[3]钛密度为4.5g/cm3，属于轻金属，熔点为1669℃，化学活性大，容易与空气中的氧发生反应生成致密的氧化膜，阻止进一步氧化，高温时，反应剧烈，氧化膜脱落会加速反应速度，所以，在钛合金的制备过程中，真空或气体保护是非常必要的。

钛合金作为应用广泛的结构材料，比铝、钢强度高，而且在海水中有较好的抗腐蚀和耐低温的性能。

目前，飞图2α-Ti和β-Ti晶胞结构（a）α-Ti（b）β-Ti钛合金组织有α型、α+β型、β型三种结构，对应的符号为TA、TC、TB。

2.1α型钛合金α钛合金是单相合金，其组织是α相固溶体，符号用表示。

合金的主要元素为中性元素或α稳定元素，Al、Sn、Zr等，基本不含β稳定元素。

工业纯钛，组织均α相，属于典型的α型钛合金。

α型钛合金的抗氧化能力和切削加工性能良好，其强度和蠕变抗力在500~600℃范围内仍可维持，缺点是无法实行热处理工艺进行强化，室温的强度相对较低，退火后的强度变化量很小或基本无变化。

———————————————————————作者简介:黄文君（1990-），女，河南许昌人，助教，硕士，研究方向为机械工程材料。

抗缺口敏感性，缺点是断裂韧性，蠕变性能相对较差。

图3钛合金典型的显微组织[9]（b ）双态组织（d ）等轴组织（a ）魏氏组织（b ）网篮组织4展望随着科技的进步和现代工业的发展，钛合金在军工和民用领域的应用也越来越广泛，在汽车行业，钛合金的应用不仅能减重，更能满足环保的要求，未来航空航天和推力系统需要钛合金材料具有更小的密度，更高的强度、工作温度和弹性模量，对材料性能的要求也逐渐提高，高强度、高硬度、高耐热性的材料越来越受各领域的青睐，优质轻型金属材料的钛合金必将代替部分传统的材料，既减轻质量，又降低成本，达到降低能源消耗的目的，因此高性能钛合金的研究已成为重要的发展方向，相信随着发展的需要，钛合金在我国的市场前景会越来越好。

金属材料学复习思考题（2016.05）第一章钢的合金化原理1-1名词解释（1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性1-2 合金元素中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-3简述合金元素对Fe-Fe31-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业）1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业）1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。

1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业）1-8 V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。

1-9合金元素对马氏体转变有何影响？1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业）1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业）1-15 40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。

（作业）1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）第二章工程结构钢2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn？（作业）2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用，为什么考虑采用低碳？提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么？2-3什么是微合金化钢？微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些？2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳（微）合金工程结构钢中，作用有何不同？（作业）2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点？2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点？2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢，其成分、组织和性能特点是什么？（作业）第三章机械制造结构钢3-1名词解释：1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在？3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量？为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5%~0.75%之间？3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时，其中的碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？对该钢的基本要求如何？该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面？有何危害，如何这种不均匀性？其预备热处理和最终热处理分别是什么？作用何在？（作业）3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因？高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺（渗碳加淬火回火）有何特点？如何理解？（作业）3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面？Al对氮化钢的作用何在？3-7 钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系？为获得良好的切削性，中碳钢和高碳钢各自应经过怎样的热处理，得到什么样的金相组织？为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料，经过正火后难以切削？如何经济有效地改善其切削加工性能？3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？在何种情况下具有高耐磨性能？为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？（作业）3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？（作业）3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点？（作业）3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造，某普通车床主轴选用40Cr钢。

精心整理第2章2．1钛的基本性质C1～8]工业纯钛钛的矿物在自然界中分布很广，处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿Fe—TiO3、金红石TiO2及钒钛铁矿等，约占地壳重的0．6％，在金属世界里排行第7，含钛的矿物多达70多种，在海水中含量是1Ug／L，在海底结核中也含有大量的钛。

钛的基本性质主要包括以下几个方面。

2．1．1物理性质纯净的钛是银白色金属，具有银灰色光泽。

钛属难熔金属，原子序数为22，。

相对原子质量为47．90，位于周期表ⅣB族。

钛有两种同素异构体，。

—Ti在882'C以下稳定，为密排六方晶格(hcp)结构；p‘＝0．1／7│e—比密度续表2．1，2兼有钢(工业纯钛在冷变形过程中，没有明显的屈服点，其屈服强度与强度极限接近，在冷变形加工过程中有产生裂纹的倾向，工业纯钛具有极高的冷加工硬化效应，因此可利用冷加工变形工艺进行强化。

当变形度大于20％～30％时，强度增加速度减慢，塑性几乎不降低。

；钛的屈服强度与抗拉强度接近，屈强比(do．2／db)较高，而且钛的弹性模量小，约为铁的54％，成形加工时回弹量大，冷成形困难。

有时利用这一特性，将钛合金作为弹性材料使用[11’12]，但是，高弹钛合金多属。

+p(或近a)合金，具有六方晶系结构，其物理性能呈强的各向异性，如弹性模量绕c轴呈对称分布，c轴方向弹性模量为14313GPa，底面各取向的弹性模量为10414GPa，因此需要仔细考虑合金板材的各向异性、弹性模量以及合金织构与弹性各向异性之间的关系，通过合金化与工艺的调整，有目的地控制织构与弹性各向异性以满足设计和使用要求。

图2—1所示为钛单晶弹性模量取向分布[13]。

图2·1钛单晶弹性模量取向分布(单位：GPa)工业纯钛与高纯钛(99．9％)相比强度明显提高，而塑性显着降低，二者的力学性能数据列于表2—2。

衰2-2纯钛的力学性能┌─────────┬─────┬─────┬──────────┬─────┬──────┐│性能│高纯钛│工业纯钛│性能│高纯钛│工业纯钛│├─────────┼─────┼─────┼──────────┼─────┼──────┤600表2-3┌──────┬──────┬───────┬─────┬────┐│温度／℃│fb／MPa│Oo．2／MPa│f／％│矽％│├──────┼──────┼───────┼─────┼────┤│20│520│400│24│59│├──────┼──────┼───────┼─────┼────┤│—196│990│750│44│68│├──────┼──────┼───────┼─────┼────┤│—253│1280│900│29│64│├──────┼──────┼───────┼─────┼────┤│—269│1210│870│35│58│└──────┴──────┴───────┴─────┴────┘2．1．3化学性能工业上大量应用的工业纯钛纯度约为99．5％，钛在淡水和海水中有极高的抗蚀性，在海水中的抗蚀性比铝合金、不锈钢和镍基合金都好。

第一章金属材料基础知识1、什么是强度？材料强度设计的两个重要指标分别是什么？2、什么是塑性？塑性对材料的使用有何实际意义？3、绘出简化后的Fe-Fe3C相图。

4、根据Fe-Fe3C相图，说明下列现象的原因。

（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金的硬度高。

（2）一般要把钢材加热到1000~1250℃高温下进行锻轧加工。

（3）靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好。

5、随着含碳量的增加，钢的组织性能如何变化？6、铁碳相图中的几个单相分别是什么？其本质及性能如何？第二章钢的热处理原理1、何谓奥氏体？简述奥氏体转变的形成过程及影响奥氏体晶粒长大的因素。

奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响？2、什么是过冷奥氏体与残余奥氏体。

3、为什么相同含碳量的合金钢比碳素钢热处理的加热温度要高、保温时间要长？4、画出共析钢过冷奥氏体等温转变动力学图。

并标出：（1）各区的组织和临界点（线）代表的意义；（2）临界冷却曲线；，S，T＋M组织的冷却曲线。

（3）分别获得M、P、B下5、什么是第一类回火脆性和第二类回火脆性？如何消除？6、说明45钢试样（Φ10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃，780℃，860℃，1100℃。

7、马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？8、简述随回火温度升高，淬火钢在回火过程中的组织转变过程与性能的变化趋势。

第三章钢的热处理工艺1、简述退火的种类、目的、用途。

2、什么是正火？正火有哪些应用？3、什么是淬火，淬火的主要目的是什么？4、什么是临界冷却速度？它与钢的淬透性有何关系？5、什么是表面淬火？表面淬火的方法有哪几种？表面淬火适应于什么钢？简述钢的表面淬火的目的及应用。

6、有一具有网状渗碳体的T12钢坯，应进行哪些热处理才能达到改善切削加工性能的目的？试说明热处理后的组织状态。

7、简述化学热处理的几个基本过程。

渗碳缓冷后和再经淬火回火后由表面到心部是由什么组织组成？8、什么是钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？如何影响？9、过共析钢一般在什么温度下淬火？为什么？10、将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答：（1）若以图示的V1、V2、V3、V4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？（2）如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？11、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用 45 钢，硬度要求 220 ～ 250HBS 。

不锈钢和钛合金应力应变曲线-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容如下：引言部分旨在介绍本文将要讨论的主要内容——不锈钢和钛合金的应力应变曲线。

不锈钢和钛合金是两种常用的金属材料，在工程领域中具有广泛的应用。

了解和研究这些材料的力学性质对于设计和优化工程结构具有重要意义。

不锈钢是一种合金钢，具有抗腐蚀、高强度和良好的韧性等特点。

它在航空航天、汽车制造、建筑结构和海洋工程等领域中得到广泛应用。

不锈钢的力学行为可以通过应力应变曲线进行描述，该曲线可反映材料在受力过程中的变形和破坏行为。

钛合金是一种轻量、高强度和耐高温的材料，具有良好的机械性能和热稳定性。

它在航空航天、医疗器械和汽车制造等领域中被广泛应用。

钛合金的应力应变曲线可以帮助我们理解该材料的变形和破坏机制。

本文旨在比较和分析不锈钢和钛合金的应力应变曲线，探讨它们的力学性能和变形特点的异同。

通过深入研究这些材料的力学行为，我们可以更好地理解它们在各种应用中的表现和潜力，并为工程设计和材料选择提供指导。

接下来的章节将详细探讨不锈钢和钛合金的应力应变曲线，包括其主要特点和影响因素。

在对两种材料的应力应变曲线进行分析后，我们将对它们进行比较，并在结论部分对研究结果进行总结和归纳。

希望本文能为读者提供对不锈钢和钛合金力学性能的全面了解，并为相应领域的研究和应用提供有价值的参考。

文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将首先介绍不锈钢和钛合金的应力应变曲线，分别探讨它们在受力时的变化规律。

接着，文章将按照以下结构进行展开：第二节将详细介绍不锈钢的应力应变曲线。

我们将首先解释什么是应力和应变，并了解不锈钢在受力时如何表现出应力应变曲线。

在此基础上，我们将探讨不锈钢应力应变曲线的两个要点，即第一个要点和第二个要点。

第三节将重点研究钛合金的应力应变曲线。

我们将介绍钛合金的基本特性以及其应力应变曲线的特点。

类似于不锈钢的章节，我们将针对钛合金的应力应变曲线的两个要点，即第一个要点和第二个要点进行详细讨论。

材料与人类文明论文题目：钛合金在医疗方面的应用班级：姓名：学号：【摘要】钛是非常常见的物质，海绵钛纯度能达到99.9%。

钛合金产品的物理、化学性质十分稳定，不会被人体吸收，与体液和药品接触也不会发生化学反应，也不会电离，也不与人体的肌肉骨骼发生反应，因而被人们称为“亲生物金属”。

因为钛具有“亲生物”性，钛在人体内，能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。

因此被广泛用于制医疗器械，制造人体髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹。

【关键词】材料钛合金文明生物医疗【正文】金属材料是最早用于临床医学的生物医用材料，目前用于外科植入物和矫形器械的金属材料主要包括不锈钢、钴基合金和钛合金三大系列，它们占整个生物材料产品市场份额的 40% 左右。

其中，钛合金已广泛应用于人体硬组织（包括人体躯干中所有的骨骼和牙齿）的缺损、创伤和疾病等修复、矫形及替代等治疗。

20 世纪中叶以来，以钛合金为主的医用金属材料开始在人体硬组织的外科植入及人体软组织（包括心脑血管、外周血管及非血管如肝脏、胆道、尿道等）的介入治疗方面显示出独特而神奇的疗效，而钛合金人工关节、牙种植体、血管内支架和心脏瓣膜等具有中国医疗器械用钛合金材料研发、生产与应用、及典型代表性的医疗器械产品的问世，对医学的发展具有划时代的意义和革命性贡献，使得临床治疗从初级的简单“修复、矫形”治疗上升到更高层次的组织与器官的“替代式”治疗，极大改善和提高了人们的生活质量，克服了以往重大疾病只能单纯依靠药物治疗的不足。

1.钛合金材料在我国的发展历史上世纪七十年代初，我国开始采用了国产钛及钛合金制品，在北京多家医院，先后采用钛及钛合金人造骨头与关节用于临床治疗应用和研究，制造的髋关节、肘关节、下颌骨等用于临床治疗病人。

同时，一些医院与公司的模拟人体体液的浸泡实验，电化学阳极化实验和腐蚀动力学曲线的测定，证明了钛及钛合金人造骨头与关节用于人体具有优异的耐腐蚀性，生物学反应也很小，是一种理想的人体植入物，对植入人体骨头与关节进行力学性能也经过测定，认为钛及钛合金的强度满足了人体植入物的要求。