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钛合金的种类及应用 来源：钛合金，钛棒，钛板，钛管，钛丝，钛设备 发布时间：2012-9-14 14:11:15 钛合金还可分为变形钛合金、铸造钛合金及粉末冶钛合金等按制备工艺分类 α 钛和 β 钛，钛有两种同素异构体即在 882.5℃以下为具有密排六方晶格的 α 钛，而在高于 882.5℃直到熔点 1668℃之间为具有体心立方晶格的 β 钛其中在 882．50C 存在 α+β 转变，因此 882.5℃为 α+β 的转变温度简称 卢相变点 因此为满足航空、航天等工对资料机械性能的要求， 由于在钛中加入合金元素能提高其性能常将铝、锡、锆、 钒、钼、锰、铁、铬、铜、 可得到不同类型的铁合金等元素加入钛中 钛合金可分为 α、α+β，β 钛合金三类，根据热处置后钛合金的金相组织 1.α 钛合金 如铝、锡、锆，退火组织为单一 α 相固溶体的钛合金称为 α 钛合金α 钛合金主要含 α 稳定元素和中性元素基 本上不含或仅含少量的 β 稳 如钒、钼、锰、铁、铬等广义的 a 钛合金可包括在平衡状态下含很少 β 相的近 α 钛合金 组织稳定．焊接性和热稳定性好．是温钛合金发展的方向由于近 α 合金具有优异的综合性能，高合金化 α 钛合 金其高温性能好。

故大多数高于近 α 型，例如钛合金 Ti-6AI-2Sn-424-2S 可用于发动机压气机盘与叶片以及其它工 作温度低于 524．2S 也用于某些机架，如发动机装置架、散热系统等 但具有较好的低温加工变形性能，低合金化的 α 钛合金强度虽较低因而易于加工成丝材薄壁件如用作发动机导 风罩等口钛合金在国的牌号中用 TA 后面加上一个合金序号表示，如 TA2,TA7 等 2.β 钛合金 一般称为 β 钛合金广义的卢钛合金包括在平衡状态下具有较多口相的近 β 从 β 区淬火后能将 β``相保留到室温的 高 β 稳定元素含量的钛合金 经淬火、时效后可获得很高的室温强度，钛合金、具有较少 α 相的介稳定 β 钛合金和不含 α 相的全 β 钛合金工 业上实际应用的多是近 α 钛合金和介稳定 β``钛合金β 钛合金具有良好的变形加工性能并具有强度和断裂韧度 之间的良好组合，以及较高的应力腐蚀抗 焊接性能也不好Ti-10V-2Fe-3AI 应用最广的近 β 钛合金该类合金高温组织稳定性差具有优异的抗疲劳性能， 重主要应用于飞机的起落架如 TB2,TB6 等β 钛合金在国用 TB 后跟合金序号表示 3.α+β 钛合金 其平衡状态下的组织以 α 相为主，α+β 钛合金一般也称为两相钛合金。

卢相含量通常 9％～30％两相钛合金具有 较好的综合力学性能，强度 可热处理强化，高于 α 钛合金热压力加工性好，有些 α+β 钛合金(如 TCll 耐热性也比较好，但该类合金组织稳定 性相对 α 钛合金较差(指 但随着 β 相含量的增多，β 相的分解)低 β 相含量的 α+β 钛合金的焊接性能良好焊接性能逐渐变差 目前所有钛合金产品中的 60％为 Ti-6Al-4V 且在飞机结构中钛合金用量中约占 80％左右如美国第四代战斗机 F22 上的钛合金用量占机体总重量的 41％，α+β 钛合金是工业上应用最多的一类钛合金如 TC4,TCll 等分别为发 动机前轴颈、盘件、叶片和前机匣等关键结构件的资料Ti-6Al-4V 这类钛合金的典型代表其中 Ti-6Al-4V 合金 用量就占机体总重量的 36％,α+β 钛合金国内的牌号为 TC 后跟合金序号，如用量最大的 TC4．和 TCll 等 可分为低强度高塑性钛合金、中强钛合金、高强钛合金、耐热钛合金等 钛合金按性能特点分类: 1 低强度高塑性钛合金 焊接性也好如 TA2,TA3,TC1 等抗拉强度小于 686MPa 塑性良好 2 中强度钛合金 抗拉强度为 736-981MPa 3 高强度钛合金 抗拉强度 1030-1373MPa 4 耐热钛合金 塑性较好。

如 TA6，TA7，TC2，TC3 等 如 TC4，TC8，TC9，TCll，TBl 等 热强度靠合金化和恰当的加工及热处置来保证如 TC6,TC8,TC9,TCll 等工作温度可达到 400-500℃. -------引自宝鸡市力航钛业有限公司钛合金 科技名词定义 中文名称： 钛合金 英文名称： titanium alloy 定义： 以钛为基加入适量其他合金元素组成的合金耐海水腐蚀性优异 应用学科： 航空科技（一级学科） ；航空材料（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片钛合金广泛应用于飞机制造 钛是 20 世纪 50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、 耐热性高等特点而被广泛用于各个领域世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性， 相继对其进行研究开发，并得到了实际应用20 世纪 50～60 年代，主要是发展航空发动 机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70 年代开发出一批耐蚀钛合金，80 年代以来， 耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件， 其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件 目录 发展历史 合金化 分类 α 钛合金 β 钛合金 α+β 钛合金 性能展开 发展历史 合金化 分类 α 钛合金 β 钛合金 α+β 钛合金 性能 展开 编辑本段发展历史 钛是 20 世纪 50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性 好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。

世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性， 相继对其进行研究开发，并得到了实际应用 第一个实用的钛合金是 1954 年美国研制成功的 Ti-6Al-4V 合金，由于它的耐热性、强 度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王 牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的 75%～85%其他许多钛合金都可以看作是 Ti- 6Al-4V 合金的改型 20 世纪 50～60 年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金， 70 年代开发出一批耐蚀钛合金，80 年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展 耐热钛合金的使用温度已从 50 年代的 400℃提高到 90 年代的 600～650℃A2(Ti3Al)和 r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向 发动机的热端（涡轮）方向推进结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容 限方向发展 另外，20 世纪 70 年代以来，还出现了 Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb 等形状记忆合金，并 在工程上获得日益广泛的应用 目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有 20～30 种，如 Ti-6Al- 4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10- 5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834 等[2,4]。

编辑本段合金化 钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金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 编辑本段分类诚霖钛合金制品 钛是同素异构体，熔点为 1668℃，在低于 882℃时呈密排六方晶格结构，称为 α 钛；在 882℃以上呈体心立方晶格结构，称为 β 钛。

利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适 当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（titanium alloys） 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 合金中国分别以 TA、TC、TB 表示 编辑本段 α 钛合金 它是 α 相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下， 均是 α 相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强在 500℃～600℃的温度下，仍 保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高 编辑本段 β 钛合金 它是 β 相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到 进 钛合金制匕首 一步强化，室温强度可达 1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用 编辑本段 α+β 钛合金 它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变 形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强钛合金制武器 化热处理后的强度约比退火状态提高 50%～100%；高温强度高，可在 400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于 α 钛合金。

三种钛合金中最常用的是 α 钛合金和 α+β 钛合金；α 钛合金的切削加工性最好，α+β 钛合金次之，β 钛合金最差α 钛合金代号为 TA，β 钛合金代号为 TB，α+β 钛合金代号为 TC 钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等） 、低温合金 以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等典型合金的成分和性能见表 热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织一般认为细小等轴 组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断 裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能 编辑本段性能 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/立方 厘米，熔点为 172 矽钛合金耐磨地坪 5℃，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 强度高 钛合金的密度一般在 4.51g/立方厘米左右，仅为钢的 60%，纯钛的强度才接近普通钢 的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。

因此钛合金的比强度(强度/密度) 远大于其他金属结构材料，见表 7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件目前 飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金热强度高 使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在 450～500℃的 温度下长期工作这两类钛合金在 150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在 150℃时比强度明显下降钛合金的工作温度可达 500℃，铝合金则在 200℃以下 抗蚀性好 钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应 力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能 力但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差 低温性能好 钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能低温性能好,间隙元素极低的钛合金,。