钛合金牌号特性及其主要应用

1、钛及钛合金牌号、特性及应用T1-6A1-4V属于热处理强化的钛合金，它具有较好的焊接性薄板成型性和锻造性能。用于制造喷气发动 机压缩机叶片，叶轮等。其他如起落架轮和结构件，紧固件，支架，飞机附件，框架、桁条结构、 管道，应用非常广泛。Ti-5Al-2.5Sn锻造时抗裂纹的能力较好，成型性尚可，焊接性良好，热处理不能强化。用于传动齿轮箱外 壳，喷气发动机外壳装置及导向叶片罩，管道结构等。Ti-SAI-IMo-IV成型性及锻造时抗裂纹的能力尚可，焊接性好，但不可热处理强化。用地制作喷气发动机叶 片，叶轮和外壳，陀螺仪万向导向叶片罩，喷管装置的内蒙皮和框架等。T-6Al-6V-2Sn属于可热处理强化

2、的钛合金，锻造时抗裂纹的能力好，但焊接性差。用于制造紧固件，入风 口控制导向装置，试验结构件。Ti-BV-I 1C-3A1属于可热处理强化的钛合金，成型性良好，锻造时有定抗裂纹能力，焊接性尚可，用作结 构锻件，板状桁条结构，蒙皮，框架、支架、飞机附件，紧固件。Ti-2.25Al-llSn-5Zr-lMo-0.2Si属于可热处理强化的钛合金，锻造时抗裂纹的能力好，用于制造喷气发动机叶片，叶轮，起 落架滚轮，飞机骨架、紧固件等。T-6Al-2Sn-4Zr-2Mo成型性焊接性好，锻造时有良好的抗裂纹能力，但不热处理强化。用于制造压缩机叶片，叶 轮，起落架滚轮，隔圈压气机箱组合件，飞机骨架，蒙皮构件等

3、。T-4Al-3Mo-lV属于可热处理强化的钛合金，锻造性、成型性好。用于制造飞机骨架构件。IMlI25IMII30IMlI60工业纯钛，抗蚀性优异，比强度较高，疲劳极限较好，锻造性好，可用普通方法锻造、成形 和焊接。可制成板、棒、丝材。应用于航空、医疗、化工等方面，如排气管，防火墙、受热蒙皮 以及要求塑性好、能抗蚀的零件IMI317属于型钛合金，可焊接，在315593C具有良好的抗氧化性、强度和高温稳定性，可制造 锻件及板材零件，如航空发动机压气机叶片、壳体、支架。IMl315属于+型钛合金，可热处理强化，用于航空发动机压气机盘和叶片、导弹部件等。IMI318+型合金，锻造性及综合性能良好，

4、是各国普遍使用的钛合金，用于航空发动机压气机 盘和叶片等部件。IMI550 + 型钛合金，易锻造，室温强度好，蠕变抗力较高（40（TC以下），持久强度高，广泛用 于制造发动机及机翼滑轨，动力控制装置外壳等。IMl551,锻造性C以下）400型钛合金高强度钛合金，它具有强度高、蠕变极限高（ + 属于 良好等特性，用于制造飞机构件如起落架、安装座、燃气涡轮部件，亦可用于般工程和化匸、 汽轮机叶片，压气机零件及其他高速旋转的部件。IMI685是种属于+型钛合金，在室温及中温的比强度烏，在高温（52OIC ）抗蠕变性能良好， 高温稳定性好，可焊接，容易加工，其使用温度较高。用于制作航空发动机零部件。I

5、MI684属于十B型钛合金，可焊接、抗蠕变性能（535C以下）好，热稳定性优良。该合金与IMl685 性能相近，用途相同。用于制作高压压气机盘及叶片等。EVn679是种复杂的a型钛合金，在45O5OO =C具有较好的强度、高的蠕变极限以及高温稳定性和 良好的抗氧化性，它的缸口疲劳强度高。用于制造航空发动机压气机盘、叶片，飞机骨架等。 IMl230a型钛合金，中等强度，塑性好，可焊接，能时效强化，易成形，合金在退火状态下使用， 具有较高的力学性能。用于制作350。C以下工作的发动机导管，飞机结构等。T-A5E在-253 下具有好的塑性和韧性。T-A6V综合性能好，是宇航工业用的优质材料。T-A7

6、D可焊性中等，力学性能高，用作锻件。T-A6V6E2主要用于制作燃气涡轮发动机和飞机导弹结构件。T-TU2淬火状态下具有可焊性和成形性，在350。C以下使用。T-T6Zr4DE可焊接，用于喷气发动机叶片和盘T-6246可制作燃气涡轮盘、风扇叶片及飞机和导弹的结构件。T-VBCA用于制作250C以下的框架、蜂窝结构件等。T-A6Z5W可焊接的高强度钛合金，在520C有良好的抗蠕变性能。T-A6ZD用于制作喷气发动机的零件（如叶片、盘等）。T-A4DE2合金在400C以下具有高强度和抗蠕变性能。3.7114可焊接，成型性合格，强度中等。3.7124塑性、焊接性和高温强度与工业纯钛相似，用于350C

7、以下的零件及抗蚀件。3.7134密度小，弹性模量高，用于制作在450。C以下工作的压气机盘、叶片等，是航空工业的重 要材料。.3.7144用于制作在450以下匚作的航空发动机转/和叶片。3.7154合金的强度高、抗蠕变性能好，可焊接。用于500C以下长期工作的零件，如航空发动机压 气机部件等。3.7164综合性能好，用于350。C以下工作的高应力机械零件。3.7174属于高强度钛合金，可热处理强化，锻造性能良好。3.7154用于制作在400C以下工作的航空发动机部件，如压气机盘、叶片等。LT32合金的强度高、淬透性好，用于制作427C以下工作的飞机骨架，导弹锻件等。LT41是种可热处理化的钛合

8、金，它的成形性优异，用于制作飞机的骨架、蒙皮、蜂窝结构、压力容 器以及高强度紧固件等。钛牌号对照表2007-06-07 11:25 中国国钛TAI工业纯钛BTI-O工业纯钛TA2工业纯钛0T4 -0 Ti-O. 8A1-O. 7SnTA3工业纯钛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俄罗斯TAD碘化钛BTI-OO工

9、业纯钛Grade2 钛Grad 钛Grad 钛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钛合金钛以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性 能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料=研究范围型钛钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合研究范围还包括钛型钛合金型钛合金金金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合的军用和民用等应用钛合金是-种新型结构材料，它具有优异

12、的综合),比强度和比断裂韧性14.5gcm-能，如密度小疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好， 抗蚀，预期能优异，某些钛合金的最高工作温度550。因此它在航空、航天、化工、造船等工业 700门获得日益广泛的应用，发展迅猛。轻合金、钢等钛合金的比强高于其他与温度的关系密度 .2 (金属、钢和線合金，并且这优势可以保持到500oC左右，因此某些钛合金适于制造燃气轮机 部件。钛产量中约80%用于航空和宇航工业。例如美国的B-I轰炸机的机体结构材料中，钛合 金约占21%,主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。F-15战斗机的机体结构材料，钛合 金用量达700Okg ,约占结构重量的34%。波音7

13、57客机的结构件，钛合金约占5%,用量达3640 kga麦克唐纳道格拉斯(MCDomellDounbs)公司生产的DClO飞机，钛合金用量达5500kg, 占结构重量的10%以上。在化学和般匸程领域的钛用量：美国约占其产量的15%,欧洲约占 40%。由于钛及其合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织和容性，使它用于制 作假体装置等生物材料。特点：钛金属的密度较小，为45g,cm3,仅为铁的60%,通常与铝、镁等被称为轻金属，其相应 的钛合金、铝合金、镁合金则称为轻合金。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继 对钛合金材料进行研究开发，并且得到了实际应用。钛是二十世纪五十年代发

14、展起来的种重 要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、易焊接等特点而被广泛用于各个 领域，尤其是强度高、易焊接性能有利于高尔夫杆头的制造。第个实用的钛合金是1954年美国研制成功的T-6A1 （铝）-4V （矶合金。T1-6A1-4V合金 在耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物和容性方而均达到较好水平。 T-6A1-4V合金使用量已占全部钛合金的7585%。许多其它合金可以看作是T1-6A1-4V合金的改 型。目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有二十至三十种，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：用于球杆制造的有 10-2-3,SP700,l5-3-3-3 （通常所说的 B 钛），22-4QAr51。钛合金可以分为a、a+B、B型合金及钛铝金属间化合物（TixAl.此处X=I或3）四类 钛合金按组织可分三类.（1钛中加入铝和锡元素.2钛中加入铝铝铝机等合金元素.3钛中加入铝和 帆等元素）钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好另外:钛合金的工艺 性能差,切削加工困难在热加工中,非常容易吸收氢

16、氧氮碳等杂质还有抗磨性差,生产丄艺复杂. titanium alloys以钛为基加入其他元素组成的合金。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展4%的 增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达8的需要，使钛工业以平均每年约. 万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是T-6Al-4（TC4）,T-5Al-2.5Sn（TA7）和工业纯 钛（TAl、TA2 和 TA3）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。60年 代中期，钛及其合金已在般匸业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精 炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及

17、其合金已成为种耐蚀结构材料。此外还 用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的匸业化生产并研制成TB2合金。特点钛合金与其他金属材料相比,有下列优点:比强度（抗拉强度/密度）高（见图），抗拉 强度可达100140kgfnm2,而密度仅为钢的60%。中温强度好,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450500C的温度下长期匸作。耐蚀性好,在人气中 钛农而立即形成层均匀致密的氧化膜，有抵抗多种介质侵蚀的能力。通常钛在氧化性和中性介 质中具有良好的耐蚀性,在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异。但在还原性介质，

18、如盐酸等溶液中，钛的耐蚀性能较差。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253。C下 还能保持一定的塑性。弹性模量低,热导率小，无铁磁性。合金元素钛有两种同质异晶体:S82C以下为密排六方结构钛，882C以上为体心立方的B钛。 合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:稳定相、提高相转变温度的元素为稳定 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。稳定B相、降低相变温度的元素为B稳定元素，又可分 同晶型和共析型二种。前者有弟、規、锐等；后者有锯、鎰、铜、铁、硅等。对相变温度影响 不大的元素为中性元素，有钻、

19、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在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0.040.05%以下。氢 在相中溶解度很小,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。类别钛合金根据相的组成可分为三类:合金,（ + ）合金和B合金,中国分别以TA、TC、TB 农示。合金含定虽的稳定相的元素，平衡状态下主要由相组成。合金比重小，热强性 好、具有良好的焊接性和优异的耐蚀性,缺点是室温强度低,通常用作耐热材料和耐蚀材料。a合 金通

20、常又可分为全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）合金含定量的稳定a相和B相的元素，平衡状态下合金的组织为a相和B相。（a + ）合金有中等强度、并可热处理强化,但焊接性能较差。（a + ）合金应用广泛,其中T-6A1-4V 合金的产量在全部钛材中占-半以上。B合金含人量稳定B相的元素，可将高温B相全部保留到室温。B合金通常又可分为可热 处理合金（亚稳定P合金和近亚稳定P合金）和热稳定合金。可热处理合金在淬火状态下 有优异的塑性，并能通过时效处理使抗拉强度达到130140kgfm2o B合金通常作高强度高韧 性材料使用。缺

21、点是比重大，成本高，焊接性能差，切削加工困难。钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钮，钛-锂合金等）、低温合金以及 特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-線记忆合金）等。典型合金的成分和性能见农。热处理钛合金通过调整热处理匚艺可以获得不同的相组成和组织。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。捉高塑性和组织退火是为了消除内应力、固溶和时效处理。常用的热处理方法有退火、稳定性，以获得较好的综合性能。通常a合金和（a + B）合金退火温度选在（a + B） 相转变点以下120200C

22、；固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体a 相和亚稳定的B 相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解，得到a和或化合物等细小弥散的第二相质点，达到 使合金强化的目的。通常（a +B）合金的淬火在（a +B）一 B相转变点以下40100C进行， 亚稳定B合金淬火在（a+B）一B相转变点以上4080C进行。时效处理温度般为450 550C此外,为了满足工件的特殊要求，匸业上还采用双重退火、等温退火、B热处理、形变热 处理等金属热处理工艺。有色金属材料性能及应用简介、钛及钛合金1、常用的钛及钛合金牌号及化学成分工业纯钛中国牌号：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美国牌号0. 18GrI0. 200. 100. 030.0150. 25 Gr20. 300.

24、 100.030.0150. 35 Gr30. 300. 100.050.0150. 40Gr40. 500. 100. 050.015前苏联牌号：BTI-OO0. 150. 050. 040. 008O. IO除焊丝外，允许Al0. 30%0.20BTI-O 0.250.070.040.010允许 Al0. 70%工业钛合金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 适用于-155TA9

25、(Gr. 7)Ti0. 2PaTAIO (Gr. 12)Ti-O. 3Mo-0. SNi6. GJB组织生产外、还可按美标ASM、ASTM、 德标DI、英标BS、Fl本标准JIS、法国标准NF等标准提供产品。 钛及钛合金的各种加工材形式：钛板、带、箔材钛棒材、钛锻件（包括饼环材和各种异型件）钛线材钛管材.钛标准件钛制设备二、民用错一702 UNS R60702 （工业纯错）的各种加工材铅除了战略的考虑外，民用鉛材需求量很大，各国都在大力发展 自己的箔工业。（民用钳材的代表牌号是鉛-702 UNSR80702 ）。生产钻 材的方法与生产钛材类似，生产钛材的设备完全能够生产箔材，公司 具有丰富的生

26、产钻材的经验。3）, cm6. 5 1852OC,密度（g鉛是一种耐蚀性很强的金属，熔点适 用于化工耐蚀设备，它的抗酸性优于钛和各种钢，接近于钮。鉛在碱 溶液中也相当稳定。100C 以下，鉛能抗浓 HN03 60%H3P04;50C 以下，能抗发烟 HNO3, 80%H3P04;35C以下，能抗70%H2S04的腐蚀。但箔不能抗熔融硝酸盐，硫化氢，氢氟酸和湿氯气的腐蚀。鉛在浓度高达70%的沸腾硫酸的中腐蚀速率每年不超过0. 125mm,钳 是能耐所有浓度的盐酸腐蚀的少数金属之一。在25C的一切浓度硝 酸中，钛的腐蚀速率每年在0. 0025mm以下；在浓度高达50%,温度 高达沸点的磷酸中，箔也

27、能显示出优异的耐腐蚀性能。箔完全能耐碱性溶液和熔融碱的侵蚀。它在氢氧化钠介质中的耐腐蚀 性与線相同，由于钳具有优异的抗腐蚀能力，在许多情况下比钮和贵 金属好得多。此外，箔还具有良好的机械性能和抗高温性能，因特别 是在抗腐蚀性能要求高的设备上钻主要用鉛在化工设备中，此， 来制造化工设备中热交换器，容器衬里，阀门，泵壳，叶片，搅拌器， 导管等，许多生产肥料，树脂，塑料，酸类的化工设备都采用钻。钻702加工材的供应形式与相应的美国ASTM标准为：板材、薄板、带材 执行ASTMB551标准棒材、丝材执行ASTMB550标准锻件执行ASTMB493标准无缝管和焊管执行ASTMB523标准三、鎳及鎳基合金

28、的应用纯镰主要是指中国牌号6,美国牌号为IS N02200N02201它是工业上应用最广泛的材料，N6 (UNS N02200N02201)的密3 ,它具有很好的机械性能，在许多腐蚀环境下具有度：8. 89 g,/CnI优良的耐腐蚀性能，特别是耐烧碱的腐蚀，主要应用氯碱行业，象碱浓缩，固碱，降膜蒸发器等。产品形状：板，带，箔 执行ASTM B162标准棒和饼执行ASTM B160标准无缝管执行ASTM B161标准中国線资源丰富，各种纯線加工材由于价格低廉，颇受国际市场的亲 睐。傑基耐蚀合金主要用于耐蚀环镜下，烟道气体净化装置、化肥生产、 发电设备、制酸工业、气体腐蚀环境、硫酸热交换器、热硫酸处理装 置、含氯化物的酸性溶液和亚硫酸等环境的容器、热交换器、管.道、阀门、石化产品深加工设备、分解管、化