α+β型钛合金

α-β型钛合金 TC1 钛合金 一、概述 TC1钛合金是低合金化的 Ti-Al-Mn 系近型钛合金，含有 2%的稳定元素 Al，对相起 固溶强化的作用。 还含有 1.5%的共析型稳定元素 Mn， 起到强化相并改善工艺塑性的功能。 TC1 钛合金名义成分的铝当量为 3.0，钼当量为 2.5，其主要性能特点是比工业纯钛略高的 使用强度和很好的工艺塑性。该合金还具有良好的焊接性能和热稳定性，长时间工作温度 350℃。 TC1 钛合金最适合于制造形状复杂的板材冲压并焊接的零部件， 在航空航天工业和民用 行业中获得了广泛应用。该合金只在退火状态下使用，不能采用固溶时效处理进行强化，其 主要半成品是板材、棒材、管材、锻件、型材和丝材等。 在飞机和航空发动机结构中，TC1 合金主要用于制造形状较复杂、强度要求不高的板材 冲压成形并焊接的零部件。350℃下的工作寿命为 2000h，300℃下的工作寿命可达 30000h。 某型号战斗机上 TC1 合金板材的单机用量达到 230Kg，主要用于制造后机身的机尾整流罩、 蒙皮和外侧壁板等。航空发动机中，TC1 合金主要用于制造各种壳体和隔热罩。 TC1 钛合金在民用行业中也获得广泛应用， 例如汽车工业中的消音器、 车架和吊挂件等。 二、化学成分 GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》所规定的化学成分见表 7-4-1。 表 7-4-1 TC1 钛合金化学成分 质量分数/% 主要成分 杂质，不大于 Al Mn Ti Fe C N H O 其他元素 单个 总和 1.0～2.5 0.7～2.0 余量 0.30 0.08 0.05 0.012 0.15 0.10 0.40 三、合金性能 密度4.55g/cm3，室温弹性模量 127GPa，相变点 920±20℃，硬度 HBS210-250。 技术标准规定的性能见表 7-4-2 表 7-4-2 技术标准规定的 TC1 钛合金性能 技术标准 品种 状态 规格 mm 取样 方向 室温性能 高温性能 R m Mpa R p0.2 MPa A % Z %  () 350℃ 400℃ R m Mpa σ 100h Mpa R m Mpa σ 100h Mpa 不小于 GB/T 3621- 2007 板材 M 0.5～1.0 ＞1.0～2.0 ＞2.0～5.0 ＞5.0～10.0 LT 590～735 - 25 25 20 20 - 100 70 60 - 340 320 310 295 GJB 2505A- 2008 板材 (带 材) M 0.5～1.0 ＞1.0～2.0 ＞2.0～5.0 ＞6.0～10.0 LT (L) 590～735 460 25 25 20 20 - 100 70 60 - 340 320 310 295 GB/T 3623- 2007 丝材 M 0.1～7.0 L 实测 - 实 测 - - - - - - GB/T 2965- 2007 棒材 M 横截面积不大于 64.5cm2且矩形 棒的截面厚度不 大于 76mm L 585 460 15 30 - 345 325 - - GJB 2218A- 2008 棒材 M 12～100 L 585 460 15 30 - 345 325 - - GJB 2744A- 2007 锻件a M ≤150 C 595 实测 15 30 - 345 325 - - a:  KU不小于 44J/cm 2 TC4 钛合金 一、 概述 TC4 （Ti-6Al-4V）钛合金是世界上开发最早、应用最广的钛合金。它的产量约占全世界 各种钛合金半成品总产量的一半以上， 在航空航天工业中超过 80%。 Al 通过固溶强化α相提 高合金的室温强度和热强性能，而 V 既提高强度又改善塑性。V 还能抑制α2超结构相的形 成，避免在长时间使用过程中出现合金脆化。 TC4 钛合金的主要特点是优异的综合性能和良好的工艺特性。还具有优良超塑性，适合 于用各种压力加工方法进行成形，并采用各种方式进行焊接。 TC4 钛合金的主要半成品形式是棒材、锻件、薄板、厚板、型材和丝材等。该合金主要 在退火状态下使用，也可以采用固溶时效强化，然而淬透截面不超过 25～30mm，固溶时效 强化不适合厚大工件。 目前， 针对不同的使用条件和工艺要求， 各国都出现了许多 Ti-6Al-4V 钛合金的改型，其主要区别是不同的 Al、V 含量和较低的间隙元素杂质含量，还有添加微量 Ru 的 Ti-6Al-4V 合金。 TC4 钛合金在航空航天中主要用于制造飞机结构中的各种梁、隔框、滑轨、起落架梁， 航空发动机的风扇和压气机盘、叶片，航天火箭的壳体、压力容器以及各种类型的紧固件。 用 TC4 钛合金代替 30CrMnSiA 结构钢，可以减轻零件重量约 30%。 TC4 钛合金在民用行业中也获得了广泛应用。例如电力工业中的燃气轮机叶片，造船工 业中的船舶推进器，海洋工程中的近海油田钻井平台，化学工业中的各种耐蚀泵，医学中的 人工植入物，各种运动器材等。 TC4 钛合金可用于制造汽车车架、曲柄轴、连杆、螺栓、进油阀和悬挂弹簧等。 相近牌号 有： Ti-6Al-4V，Ti-6Al-4V ELI， Ti-6Al-4V SP，Ti-6Al-4V ELI SP(美国)； BT-6，BT-6C，BT-6Ч，BT-6Γ，BT-6К，BT-6КТ（俄罗斯） ； IMI-318，IMI-318ELI（英国）; TiAl6V4（德国）;T-A6V（法国） ；SAT-64（日本） 。 二、化学成分 GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》所规定的化学成分见表 7-4-3。 表 7-4-3 TC4 钛合金化学成分 质量分数/% 主要成分 杂质，不大于 Al V Ti Fe C N H O 其他元素 单个 总和 5.5～6.75 3.5～4.5 余量 0.30 0.08 0.05 0.015 0.20 0.10 0.40 三 、合金性能 密度 ρ=4.44g/cm3，室温弹性模量 112GPa，泊松比 0.34，硬度 HB293-361，相变点 995-997±5℃。 技术标准规定的性能见表 7-4-4。 表 7-4-4 技术标准规定的 TC4 钛合金性能 技术标准 品种 状态 规格 mm 取样 方向 室温性能 高温性能 R m Mpa R p0.2 MPa A % Z %  () a k J/cm2 400℃ 500℃ R m Mpa σ 100h Mpa R m Mpa σ 100h Mpa 不小于 GB/T 3621- 2007 板材 M 0.8～2.0 ＞2.0～5.0 ＞5.0～10.0 ＞10.0～25.0 LT 895 830 12 10 10 8 - 105a - 590b 540b 440b 195b GJB 2505A- 2008 板材 带材 M 0.8～4.0 ＞4.0～5.0 ＞5.0～10.0 ＞10.0～30.0 LT 925～1150 925～1150 895～1100 895～1100 870 870 825 825 12 10 10 9 -