鈦合金牌號特性及其主要應用

1、鈦及鈦合金牌號、特性及應用T1-6A1-4V屬于熱處理強化的鈦合金，它具有較好的焊接性薄板成型性和鍛造性能。用于制造噴氣發(fā)動 機壓縮機葉片，葉輪等。其他如起落架輪和結構件，緊固件，支架，飛機附件，框架、桁條結構、 管道，應用非常廣泛。Ti-5Al-2.5Sn鍛造時抗裂紋的能力較好，成型性尚可，焊接性良好，熱處理不能強化。用于傳動齒輪箱外 殼，噴氣發(fā)動機外殼裝置及導向葉片罩，管道結構等。Ti-SAI-IMo-IV成型性及鍛造時抗裂紋的能力尚可，焊接性好，但不可熱處理強化。用地制作噴氣發(fā)動機葉 片，葉輪和外殼，陀螺儀萬向導向葉片罩，噴管裝置的內(nèi)蒙皮和框架等。T-6Al-6V-2Sn屬于可熱處理強化

2、的鈦合金，鍛造時抗裂紋的能力好，但焊接性差。用于制造緊固件，入風 口控制導向裝置，試驗結構件。Ti-BV-I 1C-3A1屬于可熱處理強化的鈦合金，成型性良好，鍛造時有定抗裂紋能力，焊接性尚可，用作結 構鍛件，板狀桁條結構，蒙皮，框架、支架、飛機附件，緊固件。Ti-2.25Al-llSn-5Zr-lMo-0.2Si屬于可熱處理強化的鈦合金，鍛造時抗裂紋的能力好，用于制造噴氣發(fā)動機葉片，葉輪，起 落架滾輪，飛機骨架、緊固件等。T-6Al-2Sn-4Zr-2Mo成型性焊接性好，鍛造時有良好的抗裂紋能力，但不熱處理強化。用于制造壓縮機葉片，葉 輪，起落架滾輪，隔圈壓氣機箱組合件，飛機骨架，蒙皮構件等

3、。T-4Al-3Mo-lV屬于可熱處理強化的鈦合金，鍛造性、成型性好。用于制造飛機骨架構件。IMlI25IMII30IMlI60工業(yè)純鈦，抗蝕性優(yōu)異，比強度較高，疲勞極限較好，鍛造性好，可用普通方法鍛造、成形 和焊接?？芍瞥砂濉?、絲材。應用于航空、醫(yī)療、化工等方面，如排氣管，防火墻、受熱蒙皮 以及要求塑性好、能抗蝕的零件IMI317屬于型鈦合金，可焊接，在315593C具有良好的抗氧化性、強度和高溫穩(wěn)定性，可制造 鍛件及板材零件，如航空發(fā)動機壓氣機葉片、殼體、支架。IMl315屬于+型鈦合金，可熱處理強化，用于航空發(fā)動機壓氣機盤和葉片、導彈部件等。IMI318+型合金，鍛造性及綜合性能良好，

4、是各國普遍使用的鈦合金，用于航空發(fā)動機壓氣機 盤和葉片等部件。IMI550 + 型鈦合金，易鍛造，室溫強度好，蠕變抗力較高（40（TC以下），持久強度高，廣泛用 于制造發(fā)動機及機翼滑軌，動力控制裝置外殼等。IMl551,鍛造性C以下）400型鈦合金高強度鈦合金，它具有強度高、蠕變極限高（ + 屬于 良好等特性，用于制造飛機構件如起落架、安裝座、燃氣渦輪部件，亦可用于般工程和化匸、 汽輪機葉片，壓氣機零件及其他高速旋轉的部件。IMI685是種屬于+型鈦合金，在室溫及中溫的比強度烏，在高溫（52OIC ）抗蠕變性能良好， 高溫穩(wěn)定性好，可焊接，容易加工，其使用溫度較高。用于制作航空發(fā)動機零部件。I

5、MI684屬于十B型鈦合金，可焊接、抗蠕變性能（535C以下）好，熱穩(wěn)定性優(yōu)良。該合金與IMl685 性能相近，用途相同。用于制作高壓壓氣機盤及葉片等。EVn679是種復雜的a型鈦合金，在45O5OO =C具有較好的強度、高的蠕變極限以及高溫穩(wěn)定性和 良好的抗氧化性，它的缸口疲勞強度高。用于制造航空發(fā)動機壓氣機盤、葉片，飛機骨架等。 IMl230a型鈦合金，中等強度，塑性好，可焊接，能時效強化，易成形，合金在退火狀態(tài)下使用， 具有較高的力學性能。用于制作350。C以下工作的發(fā)動機導管，飛機結構等。T-A5E在-253 下具有好的塑性和韌性。T-A6V綜合性能好，是宇航工業(yè)用的優(yōu)質材料。T-A7

6、D可焊性中等，力學性能高，用作鍛件。T-A6V6E2主要用于制作燃氣渦輪發(fā)動機和飛機導彈結構件。T-TU2淬火狀態(tài)下具有可焊性和成形性，在350。C以下使用。T-T6Zr4DE可焊接，用于噴氣發(fā)動機葉片和盤T-6246可制作燃氣渦輪盤、風扇葉片及飛機和導彈的結構件。T-VBCA用于制作250C以下的框架、蜂窩結構件等。T-A6Z5W可焊接的高強度鈦合金，在520C有良好的抗蠕變性能。T-A6ZD用于制作噴氣發(fā)動機的零件（如葉片、盤等）。T-A4DE2合金在400C以下具有高強度和抗蠕變性能。3.7114可焊接，成型性合格，強度中等。3.7124塑性、焊接性和高溫強度與工業(yè)純鈦相似，用于350C

7、以下的零件及抗蝕件。3.7134密度小，彈性模量高，用于制作在450。C以下工作的壓氣機盤、葉片等，是航空工業(yè)的重 要材料。.3.7144用于制作在450以下匚作的航空發(fā)動機轉/和葉片。3.7154合金的強度高、抗蠕變性能好，可焊接。用于500C以下長期工作的零件，如航空發(fā)動機壓 氣機部件等。3.7164綜合性能好，用于350。C以下工作的高應力機械零件。3.7174屬于高強度鈦合金，可熱處理強化，鍛造性能良好。3.7154用于制作在400C以下工作的航空發(fā)動機部件，如壓氣機盤、葉片等。LT32合金的強度高、淬透性好，用于制作427C以下工作的飛機骨架，導彈鍛件等。LT41是種可熱處理化的鈦合

8、金，它的成形性優(yōu)異，用于制作飛機的骨架、蒙皮、蜂窩結構、壓力容 器以及高強度緊固件等。鈦牌號對照表2007-06-07 11:25 中國國鈦TAI工業(yè)純鈦BTI-O工業(yè)純鈦TA2工業(yè)純鈦0T4 -0 Ti-O. 8A1-O. 7SnTA3工業(yè)純鈦0T4 -1 Ti-2A1-1. OMnTA4 Ti-3A1Ti-6A1-4VTA5 Ti-4A1-O. OOOBTi-OAI-2. 5VTA6 Ti-SAlTi-O. 2PdTA7 Ti-5Al-2. 5SnTi-3Al-2. 5VTA8 Ti-5Al-2. 5Sn-3Cul. 5ZrTCI Ti-2A1-1. 5Mn俄羅斯TAD碘化鈦BTI-OO工

9、業(yè)純鈦Grade2 鈦Grad 鈦Grad 鈦0T4 Ti-3A1-1. OMnGrade6BTo Ti-SAlBTo -1 Ti-OAI-2. SSnGrade9BT6 Ti-6A1-4VGradeIO TiTl 5Mo-4 5Sn-6ZrGradelITi-O. 2Ti-6Al-l. 5Cr-2. 5Mo-0. 5Fe-0. 3SiGradeI2TC2 Ti-3A1-1. 5MnBT9 Ti-6. 5A1-3. 5Mo-0. 3SiTi-O. 3Mo-0. 75NiTC3 Ti-4A1-4VTi-OAI-2. 5SnBT/4 Ti-5Al-3Mo-l. 5VTC4Ti-6A1-4VTi-6

10、Al-2Nb-lTaBT16 Ti-2. 8Al-5Mo-5VTC6 Ti-6A1-1. 5Cr-2. 5Mo-0. 5Fe-0. 3SiA-4 Ti-8Al-lMo-lVTi-8A1-O. 6Mo-IlZr-INbTC7 Ti-6A1-O. 6Cr-0. 4Fe-0. 4Si-0. OIB AB-I TiTAlTVTi-3Al-5. 5Mo-3. 5V-5. 5Cr-lZrTC9 Ti-6. 5A1-3. 5Mo2. 5Sn-0. 3SiTi-6A1-1. 5Mo-l. 5VAB-3 Ti-6A1-6V-2SnTCIO Ti-6Al-6V-2Sn-0. 5Cu-0. 5FeAB-4 Ti-6

11、Al-2Sn-4Zr-2MoBT22Ti-5. 5A AB-5TCII Ti-6Al-3. 5Mo-l. 5Zr-0. 3SiT-3B Ti-4A1-2VTi-3Al-2 5VTB2 Ti-5Mo-5V-3Cr-3AlB-IT-7M Ti-2A1 Ti-3Al-13V-llCr鈦合金鈦以鈦為基加入其他合金元素組成的合金稱作鈦合金。合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性 能好、工藝性能好等優(yōu)點,是較為理想的航天工程結構材料=研究范圍型鈦鈦合金可分為結構鈦合金和耐熱鈦合研究范圍還包括鈦型鈦合金型鈦合金金金的成形技術、粉末冶金技術、快速凝固技術、鈦合的軍用和民用等應用鈦合金是-種新型結構材料，它具有優(yōu)異

12、的綜合),比強度和比斷裂韌性14.5gcm-能，如密度小疲勞強度和抗裂紋擴展能力好，低溫韌性良好， 抗蝕，預期能優(yōu)異，某些鈦合金的最高工作溫度550。因此它在航空、航天、化工、造船等工業(yè) 700門獲得日益廣泛的應用，發(fā)展迅猛。輕合金、鋼等鈦合金的比強高于其他與溫度的關系密度 .2 (金屬、鋼和線合金，并且這優(yōu)勢可以保持到500oC左右，因此某些鈦合金適于制造燃氣輪機 部件。鈦產(chǎn)量中約80%用于航空和宇航工業(yè)。例如美國的B-I轟炸機的機體結構材料中，鈦合 金約占21%,主要用于制造機身、機翼、蒙皮和承力構件。F-15戰(zhàn)斗機的機體結構材料，鈦合 金用量達700Okg ,約占結構重量的34%。波音7

13、57客機的結構件，鈦合金約占5%,用量達3640 kga麥克唐納道格拉斯(MCDomellDounbs)公司生產(chǎn)的DClO飛機，鈦合金用量達5500kg, 占結構重量的10%以上。在化學和般匸程領域的鈦用量：美國約占其產(chǎn)量的15%,歐洲約占 40%。由于鈦及其合金的優(yōu)異抗蝕性能，良好的力學性能，以及合格的組織和容性，使它用于制 作假體裝置等生物材料。特點：鈦金屬的密度較小，為45g,cm3,僅為鐵的60%,通常與鋁、鎂等被稱為輕金屬，其相應 的鈦合金、鋁合金、鎂合金則稱為輕合金。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性，相繼 對鈦合金材料進行研究開發(fā)，并且得到了實際應用。鈦是二十世紀五十年代發(fā)

14、展起來的種重 要的結構金屬，鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高、易焊接等特點而被廣泛用于各個 領域，尤其是強度高、易焊接性能有利于高爾夫桿頭的制造。第個實用的鈦合金是1954年美國研制成功的T-6A1 （鋁）-4V （磯合金。T1-6A1-4V合金 在耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物和容性方而均達到較好水平。 T-6A1-4V合金使用量已占全部鈦合金的7585%。許多其它合金可以看作是T1-6A1-4V合金的改 型。目前，世界上已研制出的鈦合金有數(shù)百種，最著名的合金有二十至三十種，例如，有 T-6Al-4Vx T-5Al-2.5Sn, Ti-2Al-2.5Zr Ti

15、-32Mo、Tl-Mo-Ni、Ti-Pd. TI-SIK Ti-6242、 Tl-IO23、Ti-IO-5-3. Tl-Ilo0、BT9、BT20、IMl829、IMI834 等：用于球桿制造的有 10-2-3,SP700,l5-3-3-3 （通常所說的 B 鈦），22-4QAr51。鈦合金可以分為a、a+B、B型合金及鈦鋁金屬間化合物（TixAl.此處X=I或3）四類 鈦合金按組織可分三類.（1鈦中加入鋁和錫元素.2鈦中加入鋁鋁鋁機等合金元素.3鈦中加入鋁和 帆等元素）鈦合金具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗蝕性能很好另外:鈦合金的工藝 性能差,切削加工困難在熱加工中,非常容易吸收氫

16、氧氮碳等雜質還有抗磨性差,生產(chǎn)丄藝復雜. titanium alloys以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展4%的 增長速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達8的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約. 萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是T-6Al-4（TC4）,T-5Al-2.5Sn（TA7）和工業(yè)純 鈦（TAl、TA2 和 TA3）鈦合金主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年 代中期，鈦及其合金已在般匸業(yè)中應用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器，石油精 煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及

17、其合金已成為種耐蝕結構材料。此外還 用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。中國于1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的匸業(yè)化生產(chǎn)并研制成TB2合金。特點鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優(yōu)點:比強度（抗拉強度/密度）高（見圖），抗拉 強度可達100140kgfnm2,而密度僅為鋼的60%。中溫強度好,使用溫度比鋁合金高幾百度， 在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450500C的溫度下長期匸作。耐蝕性好,在人氣中 鈦農(nóng)而立即形成層均勻致密的氧化膜，有抵抗多種介質侵蝕的能力。通常鈦在氧化性和中性介 質中具有良好的耐蝕性,在海水、濕氯氣和氯化物溶液中的耐蝕性能更為優(yōu)異。但在還原性介質，

18、如鹽酸等溶液中，鈦的耐蝕性能較差。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253。C下 還能保持一定的塑性。彈性模量低,熱導率小，無鐵磁性。合金元素鈦有兩種同質異晶體:S82C以下為密排六方結構鈦，882C以上為體心立方的B鈦。 合金元素根據(jù)它們對相變溫度的影響可分為三類:穩(wěn)定相、提高相轉變溫度的元素為穩(wěn)定 元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度、 降低比重、增加彈性模量有明顯效果。穩(wěn)定B相、降低相變溫度的元素為B穩(wěn)定元素，又可分 同晶型和共析型二種。前者有弟、規(guī)、銳等；后者有鋸、鎰、銅、鐵、硅等。對相變溫度影響 不大的元素為中性元素，有鉆、

19、錫等。氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化 效果,但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在0.15-0.2%和0.040.05%以下。氫 在相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產(chǎn)生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量 控制在0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。類別鈦合金根據(jù)相的組成可分為三類:合金,（ + ）合金和B合金,中國分別以TA、TC、TB 農(nóng)示。合金含定雖的穩(wěn)定相的元素，平衡狀態(tài)下主要由相組成。合金比重小，熱強性 好、具有良好的焊接性和優(yōu)異的耐蝕性,缺點是室溫強度低,通常用作耐熱材料和耐蝕材料。a合 金通

20、常又可分為全a合金（TA7）、近a合金（TI-SAI-IMO-IV）和有少量化合物的a合金（T-2.5Cu）o （a十B）合金含定量的穩(wěn)定a相和B相的元素，平衡狀態(tài)下合金的組織為a相和B相。（a + ）合金有中等強度、并可熱處理強化,但焊接性能較差。（a + ）合金應用廣泛,其中T-6A1-4V 合金的產(chǎn)量在全部鈦材中占-半以上。B合金含人量穩(wěn)定B相的元素，可將高溫B相全部保留到室溫。B合金通常又可分為可熱 處理合金（亞穩(wěn)定P合金和近亞穩(wěn)定P合金）和熱穩(wěn)定合金?？蔁崽幚砗辖鹪诖慊馉顟B(tài)下 有優(yōu)異的塑性，并能通過時效處理使抗拉強度達到130140kgfm2o B合金通常作高強度高韌 性材料使用。缺

21、點是比重大，成本高，焊接性能差，切削加工困難。鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強合金、耐蝕合金（鈦-鈕，鈦-鋰合金等）、低溫合金以及 特殊功能合金（鈦-鐵貯氫材料和鈦-線記憶合金）等。典型合金的成分和性能見農(nóng)。熱處理鈦合金通過調整熱處理匚藝可以獲得不同的相組成和組織。般認為細小等軸組織具有 較好的塑性、熱穩(wěn)定性和疲勞強度：針狀組織具有較高的持久強度、蠕變強度和斷裂韌性；等軸 和針狀混合組織具有較好的綜合性能。捉高塑性和組織退火是為了消除內(nèi)應力、固溶和時效處理。常用的熱處理方法有退火、穩(wěn)定性，以獲得較好的綜合性能。通常a合金和（a + B）合金退火溫度選在（a + B） 相轉變點以下120200C

22、；固溶和時效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體a 相和亞穩(wěn)定的B 相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到a和或化合物等細小彌散的第二相質點，達到 使合金強化的目的。通常（a +B）合金的淬火在（a +B）一 B相轉變點以下40100C進行， 亞穩(wěn)定B合金淬火在（a+B）一B相轉變點以上4080C進行。時效處理溫度般為450 550C此外,為了滿足工件的特殊要求，匸業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、B熱處理、形變熱 處理等金屬熱處理工藝。有色金屬材料性能及應用簡介、鈦及鈦合金1、常用的鈦及鈦合金牌號及化學成分工業(yè)純鈦中國牌號：FeCNHO Si0. 100. IOTAIELI0. 030. 01

23、2 0. 0080. 20 0. 180. 080. 030.015TAIW0. 15 0. 120. 08TAI-I0. 050. 030. 0030. 20 O. IO0. 050. 030. 008TA2ELI0. 30 0. 250. 080. 030.015TA20. 20. 180. 050. 040. 008TA3ELI0. 30. JrA30. 080. 050.0150. 30 0. 20. 050. 050. 008TA4ELI0. 50, 40. 080. 050.015TA4美國牌號0. 18GrI0. 200. 100. 030.0150. 25 Gr20. 300.

24、 100.030.0150. 35 Gr30. 300. 100.050.0150. 40Gr40. 500. 100. 050.015前蘇聯(lián)牌號：BTI-OO0. 150. 050. 040. 008O. IO除焊絲外，允許Al0. 30%0.20BTI-O 0.250.070.040.010允許 Al0. 70%工業(yè)鈦合金TC4 (Gr. 5 T1-6A1-4V TA6V) Ti-6A1-4VTA7 (Gr. 7, BT51)Ti-5Al-2. 5Sn (Al :4.0-6. 0%)TA7 ELlTi-5Al-2. 5Sn (AI:4. 5-5. 75%,)OC255 適用于-155TA9

25、(Gr. 7)Ti0. 2PaTAIO (Gr. 12)Ti-O. 3Mo-0. SNi6. GJB組織生產(chǎn)外、還可按美標ASM、ASTM、 德標DI、英標BS、Fl本標準JIS、法國標準NF等標準提供產(chǎn)品。 鈦及鈦合金的各種加工材形式：鈦板、帶、箔材鈦棒材、鈦鍛件（包括餅環(huán)材和各種異型件）鈦線材鈦管材.鈦標準件鈦制設備二、民用錯一702 UNS R60702 （工業(yè)純錯）的各種加工材鉛除了戰(zhàn)略的考慮外，民用鉛材需求量很大，各國都在大力發(fā)展 自己的箔工業(yè)。（民用鉗材的代表牌號是鉛-702 UNSR80702 ）。生產(chǎn)鉆 材的方法與生產(chǎn)鈦材類似，生產(chǎn)鈦材的設備完全能夠生產(chǎn)箔材，公司 具有豐富的生

26、產(chǎn)鉆材的經(jīng)驗。3）, cm6. 5 1852OC,密度（g鉛是一種耐蝕性很強的金屬，熔點適 用于化工耐蝕設備，它的抗酸性優(yōu)于鈦和各種鋼，接近于鈕。鉛在堿 溶液中也相當穩(wěn)定。100C 以下，鉛能抗?jié)?HN03 60%H3P04;50C 以下，能抗發(fā)煙 HNO3, 80%H3P04;35C以下，能抗70%H2S04的腐蝕。但箔不能抗熔融硝酸鹽，硫化氫，氫氟酸和濕氯氣的腐蝕。鉛在濃度高達70%的沸騰硫酸的中腐蝕速率每年不超過0. 125mm,鉗 是能耐所有濃度的鹽酸腐蝕的少數(shù)金屬之一。在25C的一切濃度硝 酸中，鈦的腐蝕速率每年在0. 0025mm以下；在濃度高達50%,溫度 高達沸點的磷酸中，箔也

27、能顯示出優(yōu)異的耐腐蝕性能。箔完全能耐堿性溶液和熔融堿的侵蝕。它在氫氧化鈉介質中的耐腐蝕 性與線相同，由于鉗具有優(yōu)異的抗腐蝕能力，在許多情況下比鈕和貴 金屬好得多。此外，箔還具有良好的機械性能和抗高溫性能，因特別 是在抗腐蝕性能要求高的設備上鉆主要用鉛在化工設備中，此， 來制造化工設備中熱交換器，容器襯里，閥門，泵殼，葉片，攪拌器， 導管等，許多生產(chǎn)肥料，樹脂，塑料，酸類的化工設備都采用鉆。鉆702加工材的供應形式與相應的美國ASTM標準為：板材、薄板、帶材 執(zhí)行ASTMB551標準棒材、絲材執(zhí)行ASTMB550標準鍛件執(zhí)行ASTMB493標準無縫管和焊管執(zhí)行ASTMB523標準三、鎳及鎳基合金

28、的應用純鐮主要是指中國牌號6,美國牌號為IS N02200N02201它是工業(yè)上應用最廣泛的材料，N6 (UNS N02200N02201)的密3 ,它具有很好的機械性能，在許多腐蝕環(huán)境下具有度：8. 89 g,/CnI優(yōu)良的耐腐蝕性能，特別是耐燒堿的腐蝕，主要應用氯堿行業(yè)，象堿濃縮，固堿，降膜蒸發(fā)器等。產(chǎn)品形狀：板，帶，箔 執(zhí)行ASTM B162標準棒和餅執(zhí)行ASTM B160標準無縫管執(zhí)行ASTM B161標準中國線資源豐富，各種純線加工材由于價格低廉，頗受國際市場的親 睞。傑基耐蝕合金主要用于耐蝕環(huán)鏡下，煙道氣體凈化裝置、化肥生產(chǎn)、 發(fā)電設備、制酸工業(yè)、氣體腐蝕環(huán)境、硫酸熱交換器、熱硫酸處理裝 置、含氯化物的酸性溶液和亞硫酸等環(huán)境的容器、熱交換器、管.道、閥門、石化產(chǎn)品深加工設備、分解管、化