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 Al 1.0～2.5 Mn 0.7～2.0 Ti 余量 Fe 0.30 C 0.08 N 0.05 杂质，不大于 H 0.012 O 0.15 其他元素 单个 0.10 总和 0.40 三、合金性能

密度4.55g/cm，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

室温性能 技术标准 品种 状态 规格 mm 取样 方向 高温性能 % () Rm σ100h Rm σ100h Mpa Mpa Mpa Mpa 350℃ 400℃ 3

Rm Mpa Rp0.2 MPa A Z %  不小于 GB/T 3621- 板材 2007 板材 GJB 2505A- (带2008 材) GB/T 3623- 丝材 2007 抗菌

M M M 0.5～1.0 25 100 ＞1.0～2.0 25 70 LT 590～735 - - 340 320 310 295 ＞2.0～5.0 20 60 ＞5.0～10.0 20 - 0.5～1.0 25 100 ＞1.0～2.0 LT 25 70 590～735 460 - 340 320310 295 ＞2.0～5.0 (L) 20 60 ＞6.0～10.0 20 - 实0.1～7.0 L 实测 - - - - - - - 测

横截面积不大于264.5cm且矩形M L 棒的截面厚度不大于76mm 12～100 ≤150 L C GB/T 2965- 棒材 2007 585 460 15 30 - 345 325 - - GJB 2218A- 棒材 M 2008 GJB 2744A- a锻件 M 2007 a585 595 460 15 30 - 345 325 实测 15 30 - - - - - 345 325 : 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 Al 5.5～6.75 V 3.5～4.5 Ti 余量 Fe 0.30 C 0.08 N 0.05 杂质，不大于 H 0.015 O 0.20 其他元素 单个 0.10 总和 0.40 抗菌

三 、合金性能

密度ρ=4.44g/cm，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 室温性能 技术标准 品种 状态 规格 mm 取样 方向 高温性能 400℃ 500℃ 3

Rm Mpa Rp0.2 2 MPa % % () J/cmRm σ100h Rm σ100h Mpa Mpa Mpa Mpa A Z  ak 不小于 GB/T 3621- 板材 M 2007 0.8～2.0 ＞2.0～5.0 ＞5.0～10.0 ＞10.0～25.0 0.8～4.0 ＞4.0～5.0 ＞5.0～10.0 ＞10.0～30.0 0.8～4.0 ≥4.0～10.0 ≥10.0～25.0 横截面积不大2于64.5cm且矩形棒的截面厚度不大于76mm 截面积不大于2100cm 12～100 ＞100～150 ＞150～220 38～110 4.0～14.0 LT 895 830 870 870 825 825 870 825 815 12 10 a - 10510 8 12 10 a - 10510 9 12 35 10 30 9 - - 590b 540b 440195b b GJB 2505A- 板材 M 2008 带材 GB/T 6613- 板材 M 1986 GB/T 2965- 棒材 M 2007 GB/T16598- 饼环1996 材 M 925～1150 925～1150 LT 895～1100 895～1100 925 LT 900 880 L 895 - 590 540 440 195 590 540 440 195 830 10 25 - - 620 570 - - C L C L 895 895 895 1100 825 10 25 - 10 25 825 9 20 - 8 15 825 10 25 - 1000 10 20C - - - - - - - - - - - - - - - GJB 2218A- 棒材 M 2008 锻坯 M GJB 2219- 棒材 STA 1994 线材 620 570 - - - - - - - - - - - - 外径：340～620 GJB 2220- 饼环内径：250～400 M C 1994 材 高度：60～270 m≤80kg L GJB 2744A- LT 锻件 M ≤200 2007 ST C 12～50 ＞50～75 GJB 1538A- 棒材 M ＞75～100 L 2008 ＞100～150 ＞150～220 GJB 391- 饼材 M - C 1987 GJB 494A- ≤50 棒材 M L 2008 ＞50～70 HB 7238- 锻件 M m≤60kg C 1995 GJB 2896A- 精密 附铸 M,HIP - 2007 铸件 试样 895 895 895 895 895 930 895 895 895 895 873 930 895 895 885 825 10 - - 825 825 825 825 860 825 825 825 825 - 10 10 8 10 - 615 570 d d 30 35 600560 25 - - - - 20 - - - d 25 34.5 600570 d25 615 570 d25 615 570 d10 25 - - 615 570 d 25 600560 20 - - 12 33 - 39.2 31f - - d - - 860 10 25 - 825 615 570 d 825 10 25 - 345615785 5 12 - - e 570 - - 抗菌

ab:适用于厚度不大于4.75mm的板材。 :适用于厚度不大于10.00mm的板材。 c:直径小于7mm产品的伸长率和断面收缩率报实测。 d:伸长率不小于12%,断面收缩率不小于40%。 e2:单位为KJ/m。 f:单位为J。 应力集中敏感性见表7-4-5。

表7-4-5 TC4钛合金应力集中敏感性

品种 规格 mm 状态 取样 方向  ℃ －70 －40 －20 20 150 250 350 450 bH， MPa bH — — — — — — — b — — — — — — — Kt=2 — — — — — — — Kt=3 1815 1722 1663 1306 1146 1063 976 Kt=4 — — — — — — — Kt=5 — — — — — — — Kt=2 — — — — — — — Kt=3 1.53 1.52 1.50 1.51 1.47 1.50 1.50 Kt=4 Kt=5 棒材 20 退火 L 1548 1599 1619 1545 1.55 1.60 1.62 1.54 热稳定性，试样热暴露后的室温拉伸性能 见表7-4-6。

表7-4-6 TC4钛合金试样热暴露后的室温拉伸性能

品种 规格 mm 状态 取样 方向 热暴露 条件 Rm MPa 1000 1029 1021 1029 999 989 988 987 R p0.2 MPa — 948 944 941 911 918 916 917 A % 16.8 14.8 15.9 14.9 14.7 15.1 15.4 16.4 Z % 41.5 39.5 42.4 42.9 42.0 42.2 39.9 42.6 ，℃ t，h 未暴露 100 350 棒材 20 退火 L 400 500 1000 100 500 1000 450 100 高温持久性能见表7-4-7。

表7-4-7 TC4钛合金高温持久性能

品种 规格 mm 22 状态 取样 方向 L  ℃ 250 300 350 400 棒材 退火 σ100h MPa 735 686 657 588 σ100h MPa — 686 657 608

高温蠕变性能见表7-4-8。

表7-4-8 TC4钛合金高温蠕变性能

品种 规格 mm 20 状 态 取样 方向 L  ℃ 300 350 400 0.1/100 0.2/100 MPa 530 392 177 MPa 579 471 235 棒材 退 火 抗菌

高周疲劳旋转弯曲疲劳极限见表7-4-9。

表7-4-9 TC4钛合金旋转弯曲疲劳极限

品种 规格 mm 状 态 取样 方向  ℃ 20 Kt 1 1.72 1 1.72 1 1.72 1 1.72 R N 周 77 D MPa 481 275 432 265 422 235 412 206 -1 2×10 -1 2×10 77200 棒材 24 退 火 L 300 -1 2×10 -1 2×10 77-1 2×10 -1 2×10 77400 -1 2×10 -1 2×10

TC6钛合金

一、 概述

TC6钛合金的名义成分为Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si，是一种良好的马氏体型-两相钛合金，含有稳定元素Al、同晶型稳定元素Mo和共析型稳定元素Cr、Fe和Si，稳定系数K=0.6。该合金的使用状态一般为退火状态，也可进行适当的强化热处理。TC6合金的室温强度和在450℃下热强性能高于TC4合金。该合金还具有较好的热加工工艺性能，可以进行焊接和各种方式的机械加工。

TC6钛合金主要用来制造航空发动机的压气机盘和叶片等零件，能在400℃以下长时间工作6000h以上和在450℃工作2000h以下。该合金还可作为中强合金用来制造飞机的隔框、接头等承力结构件及不同用途的紧固件。生产的半成品主要有棒材、锻件及模锻件等

相近牌号 有 BT3-1(俄罗斯)。 二、化学成分

GB/T3620.1－2007《钛及钛合金牌号和化学成分》规定的化学成分见表7-4-10。

表7-4-10 TC6钛合金的化学成分 质量分数/% 主要成分 Al Mo Cr Fe Si Ti C N 杂质，不大于 H O 其他元素 单个 总和 5.5～7.0 2.0～3.0 0.8～2.3 0.2～0.7 0.15～0.40 余量 0.08 0.05 0.015 0.18 0.10 0.40 ①三、合金性能

密度4.50g/cm，室温弹性模量125GPa，泊松比0.30，相变点970±20℃，硬度HB285-340℃。

技术标准规定的性能见表7-4-11。

表7-4-11 技术标准规定的TC6钛合金性能 室温性能 技术标准 品种 状态 规格 mm 取样 方向 高温性能 3

Rm Mpa Rp0.2 MPa A % Z % ak J/cm2 400℃ σ100h Mpa Mpa Rm 抗菌

不小于 GB/T 2965- 棒材 2007 GJB 2218A- 棒材 2008 锻坯 GJB 2744A- 锻件 2007 a - 735 665 735 665 - - - 705 a 横截面积不大于264.5cm且矩形棒M 的截面厚度不大于76mm 12～100 M ＞100～150 M M STA 38～110 ≤200 ≤60 L 980 840 10 25 L C 980 895 840 10 25 825 10 25 880 10 25 880 8 20 - 6 20 - - 29.5 29.5 29.5 - 665 L 980～1180 LT 980～1180 L 1180 :伸长率不小于14%,断面收缩率不小于40%。 高温持久性能见表7-4-12。

表7-4-12 TC6钛合金的高温持久性能 取 样 方 向 品 种规格 mm  ℃ 300 400 100h 500h MPa 2000h 状 态804 765 598 392 1020 932 657 353 800 794 745 578 - 1010 902 618 - - 765 706 520 - 1000 863 510 - - 等温退火锻 棒 (网篮组织) ≤60固溶时效 模锻件 (网篮组织) L L450 500 300 400 450 500 95 普通退火 L 400 高温蠕变性能见表7-4-13。

表7-4-13 TC6钛合金的高温蠕变性能 品 种 规格 mm 状 态 取 样 方 向  ℃ 300 0.2/25 0.2/50 0.2/100 MPa 0.2/500 0.2/1000 － 510 289 98 － － 392 － － － 500 284 88 － － － － － 637 490 275 78 784 588 245 － 410 608 441 226 － 765 510 196 － － 588 363 196 － 735 431 － － － 等 温 退 火 锻 棒 ≤60 (网篮组织) 固 溶 时 效 L 400 450 500 300 L 400 450 500 模锻件  95 普通退火 (网篮组织) L 400

TC11钛合金

一、 概述

抗菌

TC11钛合金的名义成分为Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si，是一种α-β型钛合金耐热钛合金，铝当量为3.5，钼当量为7.3。该合金还具有良好的热加工工艺性(包括常规工艺性能和超塑性)，可以进行焊接和各种方式的机加工。该合金的β热处理及等温锻已获得迅速的发展。

该合金对热盐应力腐蚀也存在着一定的敏感性。

该合金主要用于制造航空发动机的压气机盘、叶片、鼓筒等零件，也可用于制造飞机结构件。通过α-β区的热变形和热处理，该合金的最高长期工作温度为500℃。生产的半成品有棒材、锻件和模锻件等。

TC11钛合金是我囯空应用较广的高温钛合金，最高使用温度500℃，主要应用在航空发动机压气机的零部件，如叶片、盘件、鼓筒和轴类等。也可以制成异形铸件，制件的使用工作条件为，在退火状态可用于500℃以下500小时和550℃以下100小时以及450℃以下1000小时，在强化处理状态可用于500℃以下100小时工作的零件和在700℃以下一次性工作的零件。

相近牌号 有 BT9 (俄罗斯)。 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7-4-14。

表7-4-14 TC11钛合金的化学成分 质量分数/% 主要成分 Al Mo Zr Si Ti Fe C N 杂质，不大于 H 其他元素O 单一 总和 0.15 0.10 0.40 5.8～7.0 2.8～3.8 0.8～2.0 0.20～0.35 余量 0.25 0.08 0.05 0.012 三、合金性能

密度4.48g/cm，室温弹性模量123GPa，泊松比0.33，相变点1000±20℃，硬度

HB331-343℃。

技术标准规定的性能 见表7-4-15。

表7-4-15 TC11钛合金技术标准规定的性能

室温性能 状技术标准 品种 态 规格 mm 取样 Rm Rp0.2 A 方向 Mpa MPa % 高温性能 500℃ 3

Z ak 2 %J/cmRp0.2 A Z σ35h Mpa MPa % % Mpa 不小于 Rm σ100h Mpa GB/T 2965- 棒材 M 2007 a L L L C L C L C C 1030 900 10 30 1030 910 9 30 1030 910 8 23 1030 910 8 23 1060～1230 1030 1030 1030～1230 1030～1225 1030～1230 - - - b685 685 - - - - - - - - - - - - - - - 640 640 - - - - - - - 590 - - - 12～100 棒材 M ＞100～GJB 2218A- 150 2008 锻坯 M 38～110 GJB 2220- 饼环38～110 M 1994 坯 m≤60kg GJB 2744A- 锻件 M ≤100 2007 GJB 494A- 棒材M ≤70 2008 HB 7238- 锻件 M m≤60kg 1995 HB 5263- 盘模 M - 1995 锻件 抗菌

910 8 23 295 910 9 25 29.5 685 885 8 23 29.5 930 9 30 24 b - 12 40 640 - 12 45 640 - - - - - - - - 685 - - 885 8 23 295885 8 23 295 b

a:横截面积不大于64.5cm且矩形棒的截面厚度不大于76mm。 b:单位为J。 2 棒材的高温持久性能见表7-4-16。

表7-4-16 TC11钛合金棒材的高温持久性能品种 d,mm 状态 取样方向 θ, ℃ 300 350 400 450 500 550 450 500 550 σ100h, MPa σ300h, MPa σ100h, MPa 20 棒材 22 双重退火 L L 912 912 902 834 647 373 856 672 406 - - 1285 1275 1177 981 539 - 811 578 310

TC16钛合金

一、概述

TC16钛合金的名义成分为Ti-3Al-5Mo-4.5V，含有稳定元素Al和同晶型稳定元素Mo和V。该合金的稳定系数稍高，K＝0.8，是一种马氏体型-两相钛合金。它的主耍特点是退火状态塑性则非常好，可以像合金一样用来冷镦制造铆钉及螺栓。TC16合金属高强度，经固溶时效处理后的强度可达1030MPa以上。真空固溶处理的温度仅为800℃，比TC4合金要低150℃。而且对于缺口、偏斜等的应力集中敏感性较小。TC16合金主要用于制造紧固件，最高工作温度是350℃。该合金的半成品主要有热轧棒材和冷镦用磨光棒(线)材。

相近牌号 有 BT16（俄罗斯）。 二、化学成分

根据GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》，规定的化学成分见表7-4-17。

表7-4-17 TC16 钛合金的化学成分 质量分数/% 主要成分 Al Mo V 4.0～5.0 Si Ti Fe C N 杂质，不大于 H 其他元素O 单一 总和 0.05 0.10 0.30 2.2～3.8 4.5～5.5 ≤0.15 余量 0.25 0.08 0.05 0.012 三、合金性能

密度4.68g/cm，室温弹性模量103-109GPa，泊松比0.23，硬度230-280(退火态)，340-370(时效态)。

高温持久性能见表7-4-18。

表7-4-18 TC16钛合金的高温持久性能 品 种 棒 材 3

d mm 4～20 状 态 固溶时效  ℃ 300 350 100 MPa 686 588

抗菌

TC17钛合金

一、概述

TC17钛合金是一种富β相的αβ型钛合金，名义成分为Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr。。TC17钛合金的铝当量为7.0(其中O含量按0.1%计算)，钼当量为10.4。该合金具有强度高、断裂韧度好、淬透性高和锻造温度范围宽等一系列优点，能够满足损伤容限设计的需要和高结构效益、高可靠性及低制造成本的要求。TC17钛合金的最高工作温度可达427℃。

TC17钛合金的主要半成品是棒材和锻件。广泛应用于航空发动机风扇盘、压气机盘和大截面的锻件。该合金既可以在β区加工，也可以在α＋β区变形，并随后进行相应的热处理。

该合金对β偏析敏感，在真空熔炼时要特别注意防止β偏析。 相近牌号 有 Ti-17 (美国)。 二、化学成分

GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》规定的化学成分见表7-4-19。

表7-4-19 TC17 钛合金的化学成分 质量分数/% 其他元素 单个 总和 4.5～5.5 1.5～2.5 1.5～2.5 3.5～4.5 3.5～4.5 余量 0.25 0.05 0.05 0.012 0.08～0.13 0.10 0.30 Al Sn 主要成分 Zr Mo Cr Ti Fe C 杂质，不大于 N H O 三、合金性能

密度4.65g/cm，室温弹性模量112GPa，相变点890±15℃，硬度HBS 373-357。

技术标准规定的性能见表7-4-20。

表7-4-20 TC17钛合金技术标准规定的性能

室温性能 技术标准 品种 状态 规格 mm 取样 方向 高温性能 370℃ 3

Rm Mpa Rp0.2 MPa A % Z % Rm Mpa 907 - σ100h Mpa 685 - 不小于 GJB 2218A- 2008 棒材 锻坯 M M 12～90 38～110 L C 1120 1120 1030 1030 7 7 15 15 持久和蠕变性能见表7-4-21。

表7-4-21 TC17钛合金的持久和蠕变性能 品种 状态 温度, ℃ 204 840℃/1h,AC 自由 +800℃/4h,WQ 锻件 +630℃/8h,AC 持久性能 应力 时间，h 965 800 983 600 1000 0.01 896 ＞1000 917 0.01 931 0.01 690 ＞500 758 25 793 10 应力 793 814 827 690 724 745 241 345 414 蠕变性能 塑性应变至0.2%的时间，h 2200 400 0.01 1000 500 125 150 75 30 316 427

抗菌

TC18钛合金

一、 概述

TC18钛合金的其名义成分为Ti-5Al-4.75Mo-4.75V-1Cr-1Fe,是一种近β型结构钛合金.该合金具有高强、高韧、高淬透性，故称为“三高”钛合金。其在退火状态下强度极限可达1080MPa，在强化热处理状态下强度可以达到1200MPa或更高，具有较满意的延伸率、断面收缩率和冲击韧性等。该合金的半成品主要有锻件、棒材、型材、厚板和管材等。

该合金可以用来制作重达数吨的大型锻件及模锻件，主要用于制造在350℃以下长期（≤10000h）工作的受力零件和焊接组合件，如飞机承力框架、起落架等，也可用于大型紧固件。 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7-4-22。

表7-4-22 TC18 钛合金的化学成分 质量分数/% 杂质，不大于 Al Mo V Fe Zr Si Ti C N H O 其他元素 单个 总和 4.4～5.7 4.0～5.5 4.0～5.5 0.5～1.5 0.5～1.5 ≤0.30 ≤0.15 0.15 0.08 0.05 0.015 0.18 0.10 0.30 主要成分 Cr 三、 合金性能

室温弹性模量116GPa，硬度HBS310-360。 技术标准规定的性能见表7-4-23。

表7-4-23 TC18钛合金技术标准规定的性能 室温性能 技术标准 品种 状态 规格 mm 取样 方向 L LT ST Rm Mpa 1080～1230 1080～1230 1080～1230 Rp0.2 MPa 不小于 1010 1010 1010 A % 8 7 7 Z % ak J/cm2 25 - - GJB 2744A- 锻件 2007 M ≤250 20 16 16 TC19钛合金

一、概述

TC19钛合金的名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo，属马氏体α+β型热强钛合金，是在Ti-6242钛合金基础上发展起来的，可以进行热处理强化。该合金保持了Ti-6242合金的高温蠕变强度，并具有更高的室温和高温拉伸强度。该合金的长时使用温度可达到400℃，短时、大载荷使用温度可达540℃。

TC19钛合金用来制作涡轮发动机中温段的零部件，如压气机盘、风扇和叶片等重要构件。该合金可加工成锻件、棒材和板材等多种形式的产品。 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7-4-24。

表7-4-24 TC19 钛合金的化学成分 质量分数/% 主要成分 Al Sn Zr Mo Ti Fe C 杂质，不大于 N H O 其他元素 单一 总和 抗菌

5.5～6.5 1.75～2.25 3.5～4.5 5.5～6.5 余量 0.15 0.04 0.04 0.012 0.15 0.10 0.40 三、 合金性能

室温弹性模量116GPa，硬度HBS 373-357。 TC19钛合金的性能见表7-4-25。

表7-4-25 TC19合金的性能 品种 规格/mm 状态 取样 方向 L 815～910℃/1h/AC +595℃/4～8h/AC L LT L 取样 方向 L 815～910℃/1h/AC +595℃/4～8h/AC L LT L 室温性能 Rm /MPa 1170 1140 1100 1100 Rp0.2/MPa 不小于 1100 1070 1030 1030 A/% 10 8 6 8 Z/% 20 15 12 15 12～60 棒材 61～75 76～100 470℃性能 品种 规格/mm 状态 Rm /MPa 930 930 - - Rp0.2/MPa 不小于 725 725 - - A/% 10 10 - - Z/% 30 30 - - 12～60 棒材 61～75 76～100 断裂韧性见表7-4-26。 表7-4-26 TC19合金的断裂韧性 品种 盘模 锻件 规格/mm 状态 取样部位 幅板 轮缘 试样类型 CT CT CT 取样方向 R-C C-R R-C KIC/MPam 65.9 59.7 57.2 510×92 固溶时效 TC21钛合金

一、 概述

TC21钛合金是Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-Nb系多元钛合金，是我国近年开发的 +型两相结构钛合金，具有自主知识产权。它的其主要性能特点是高强、高韧、高损伤容限、可焊。可在5000C以下长期工作。

TC21钛合金最适合于制造各类结构锻件及零部件，在航空航天工业和民用行业中可望获得广泛应用。其主要半成品是棒材、锻件、厚板等。 二、化学成分

GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》规定的化学成分见表7-4-27。

表7-4-27 TC21 钛合金的化学成分 质量分数/% 杂质，不大于 Al Mo Zr Cr Ti Fe C N H O 其他元素 单个 总和 5.2～6.8 2.2～3.3 1.7～2.3 1.6～2.5 1.6～2.5 0.9～2.0 余量 0.15 0.08 0.05 0.015 0.15 0.10 0.40 主要成分 Nb Sn 三、合金性能

相变点：955±15℃。

抗菌

TC21钛合金的性能见表7-4-28。

表7-4-28 TC21钛合金性能 直径 mm 10～75 75～100 100～180 取样方向 纵向 纵向 横向 C-R 横向 C-R 状态 Rm Mpa 1100 1100 1100 - 1100 - Rp0.2 MPa 1000 1000 1000 - 1000 - A % 8 8 6 - 6 - Z % 15 15 10 - 10 - M K1C 1/2Mpa•m - - - 70 - 70 da/dN mm/周 - - - 与TC4相当 - 与TC4相当 各种温度下的拉伸性能见表7-4-29。

表7-4-29 TC21钛合金直径为20mm的棒材各种温度下的拉伸性能  ℃ 室温 400 450 500 550 600 Rm Mpa 1220 950 920 860 820 690 Rp0.2 MPa 1100 810 800 770 720 560 A % 18 20 22 21 27 40 Z % 58 60 72 70 85 95 TC25钛合金

一、 概述

TC25钛合金的名义成分为Ti-6.5Al-2Mo-1Zr-1Sn-1W-0.2Si.它属于马氏体α+β型变形热强钛合金。在500℃下，TC25合金兼有BT9合金的高热强性和BT8合金的热稳定性. 在500℃下工作寿命可达6000小时，550℃下可达3000小时(而BT9合金分别为500小时及100小时)。因此，TC25合金被推荐用于制造500～550℃工作温度下长时工作的航空发动机压气机零件。该合金可加工成锻件、棒材等多种形式的产品。 二、化学成分

GB/T 3620.1-2007《钛及钛合金牌号和化学成分》规定的化学成分见表7-4-30。

表7-4-30 TC25 钛合金的化学成分 质量分数/% 杂质，不大于 Al Sn Zr W Si Ti Fe C N H O 其他元素 单个 总和 6.2～7.2 0.8～2.5 0.8～2.5 1.5～2.5 0.5～1.5 0.10～0..25 余量 0.15 0.10 0.04 0.012 0.15 0.10 0.30 主要成分 Mo 三、 合金性能

密度4.50g/cm，室温弹性模量117.6GPa，相转变温度：9901030℃。 TC25钛合金室温力学性能见表7-4-31。

表7-4-31 TC25合金的室温力学性能 品种,规格 棒材，Φ25mm 盘件，锻 板材 10mm 3

Rm Mpa 1030～1225 1000～1100 1100～1135 Rp0.2 MPa 930～1125 940～1040 1040～1080 A % 10～115 8～112 10～112 Z % 20～30 10～23 22～25 ak 2J/cm 30～60 33～44 23～40 持久、蠕变和疲劳性能见表7-4-32

抗菌

表7-4-32 TC25合金棒材的持久、蠕变和疲劳性能 T，℃ 20 450 500 550 600 100 - 835 665 430 235 500 - - 590 390 - 0.2/100 - 550 355 165 70 0.2/500 Mpa - - 275 - - 490～510 - 390～410 - - 235～275 215 -1,n=210 7-1,n=210 H7Ti-451钛合金

一、概述

Ti-451钛合金的名义成分Ti-4.5Al-5Mo-1.5Cr，属一种富β相的αβ两相钛合金。

3/2

该合金的主要特点是断裂韧性高，KIC可达350-450Kg/mm。而Ti-6Al-4V合金在相同强度

3/2

下，KIC只有200～250 Kg/mm。作为结构件使用，其最佳的综合性能匹配为：Rm≥1200MPa，

3/2

Rp0.2≥1140MPa，A≥8%，Z≥20%，KIC≥220 Kg/mm。该合金还具有良好的超塑成形性。它已有多种应用。

Ti-451钛合金已在飞行数据事故记录仪（黑匣子）、防弹装甲、轻型喷火器及轻型战车上应用，在航空航天部门有良好推广应用前景。 二、化学成分

Ti-451钛合金的化学成分见表7-4-33

表7-4-33 Ti-451钛合金的化学成分 Al 2.0～5.5 Mo 4．0～6.0 Cr 0.5～2.0 Fe 0.25 N 0.035 C 0.05 H 0.0125 O 0.13 三、合金性能

密度：4.56g/cm3，室温弹性模量122.4GPa，泊松比：0.35，相变点：920℃～935℃。 室温拉伸性能见表7-4-34

表7-4-41 Ti-451钛合金的室温拉伸性能 Rm Mpa ≥1200 Rp0.2 MPa ≥1100 A5 % ≥8 A10 % ≥6 Z % ≥20 高温拉伸性能见表7-4-35

表7-4-35 Ti-451钛合金的高温拉伸性能 温度 ο（C） 100 200 300 350 Rm Mpa 1100 1030 960 918 Rp0.2 MPa 967 889 783 728 A5 % 9.1 10 10.3 10.8 Z % 35.5 41.4 43.7 48.3

抗菌