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常见钛合金材料特性及加工应用说明

文章出处:五金加工责任编辑:yaxun88作者:康鼎五金人气: 发表时间:2018-09-13 09:56 字体大小:【
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1725℃,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%,纯钛的密度才接近普通钢的密度,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,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。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。

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
钛合金TC4钻削
常见钛合金材料特性如下说明:
Ti-6Al-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-8Al-1Mo-1V
    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。
Ti-6Al-6V-2Sn
    属于可热处理强化的钛合金,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-13V-11Cr-3Al
    属于可热处理强化的钛合金,成型性良好,锻造时有一定抗裂纹能力,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-11Sn-5Zr-1Mo-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。
Ti-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。
Ti-4Al-3Mo-1V
    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。
IMI125
IMI130
IMI160

    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α型钛合金,可焊接,在315~593℃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。
IMI315
    属于α+β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
    α+β型合金,锻造性及综合性能良好,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
    α+β型钛合金,易锻造,室温强度好,蠕变抗力较高(400℃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。
IMI551
    属于α+β型钛合金高强度钛合金,它具有强度高、蠕变极限高(400℃以下),锻造性良好等特性,用于制造飞机构件如起落架、安装座、燃气涡轮部件,亦可用于一般工程和化工、汽轮机叶片,压气机零件及其他高速旋转的部件。
IMI685
    是一种属于α+β型钛合金,在室温及中温的比强度高,在高温(520℃)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。
IMI684
    属于α+β型钛合金,可焊接、抗蠕变性能(535℃以下)好,热稳定性优良。该合金与IMI685性能相近,用途相同。用于制作高压压气机盘及叶片等。
IMI679
    是一种复杂的α型钛合金,在450~500℃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。
IMI230
    α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℃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-A7D
    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℃以下使用。
T-T6Zr4DE
    可焊接,用于喷气发动机叶片和盘
Ti-6246
    可制作燃气涡轮盘、风扇叶片及飞机和导弹的结构件。
T-V13CA
    用于制作250℃以下的框架、蜂窝结构件等。
T-A6Z5W
    可焊接的高强度钛合金,在520℃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400℃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350℃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℃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℃以下工作的航空发动机转子和叶片。
3.7154
    合金的强度高、抗蠕变性能好,可焊接。用于500℃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℃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。
3.7184
    用于制作在400℃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427℃以下工作的飞机骨架,导弹锻件等。
LT41
是一种可热处理化的钛合金,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。
钛合金化学性质

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