高溫鈦合金

TC4/Ti-6Al-4V鈦合金簡介 

      TC4又名GR5，我們又會叫它6Al4V，這是用途最廣的一種鈦合金，通常我們使用的鈦合金就是指它。它擁有良好的強度和延伸率。

熱處理

      mpa，TC4材料固溶強化處理后，強度增加不大，也就到1100MPa，退火狀態下強度一般在900MPa

熱膨脹系數

      TC4鈦合金具有優良的耐蝕性、小的密度、高的比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優點，在航空航天、石油化工、造船、汽車，醫藥等部門都得到成功的應用。

抗蝕性好

      鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，其抗蝕性遠優于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

力學性能

      抗拉強度σb/MPa≥895，規定殘余伸長應力σr0.2/MPa≥825，伸長率δ5(%)≥10，斷面收縮率ψ(%)≥25

密度

      4.5（g/cm3）工作溫度 100-550（℃）

化學成分

TC4含鈦(Ti)余量，

   鐵(Fe)≤0.30，

   碳(C)≤0.10，

   氮(N)≤0.05，

   氫(H)≤0.015，

   氧(O)≤0.20，

   鋁(Al)5.5-6.8，

   釩(V)3.5-4.5

分類

      鈦是同素異構體，熔點為1668℃，在低于882℃時呈密排六方晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上呈體心立方晶格結構，稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點，添加適當的合金元素，使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（titanium alloys）。室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：α合金，(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。

性能

      鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。99.5%工業純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔點為1725℃，導熱系數λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。

用途

      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，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差，生產工藝復雜。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要，使鈦工業以平均每年約 8%的增長速度發展。世界鈦合金加工材年產量已達4萬余噸，鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4)，Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純鈦（TA1、TA2和TA3）。

主要特征

      鈦合金主要特性；工業純鈦：工業純鈦的雜質含量較化學純鈦要多，因此其強度、硬度也稍高，其力學性能及化學性能與不銹鋼相近，比起鈦合金純鈦強度較好，在抗氧化性方面優于奧氏體不銹鋼，但耐熱性較差，TA1、TA2、TA3依次雜質含量增高，機械強度、硬度依次增強，但塑性韌性依次下降。