Ti-6Al-4V(TC4)
Ti-6Al-4V(TC4)钛合金是双相合金，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[35]。
表3-2 钛合金Ti-6Al-4V成分
钛合金
元素 成分 Ti6Al-4V合金
Al 5.5-6.8 V 3.5-4.5 Fe 0.3 O Si C N H 其他 Ti 余量 0.2 0.15 0.1 0.05 0.01 0.5 碳（最大） 0.10％
铝 5.50至6.75％ 氮 0.05％ 氧气（最大） 0.020％
其他，合计（最大） 0.40％ *其他，每个（最大）= 0.1％
钛 平衡
钒 3.50至4.50％ 铁（最大） 0.40％ 氢（最大） 0.015％ 比重 0.160
弹性模量（E）的 15.2 x 10 3 ksi?
F? 贝塔Transus 1800 to 1850 °F 液相线温度 2976 to 3046 °F 固相线温度 2900 to 2940 °
电阻率
-418 °F 902.5 ohm-cir-mil/ft?
73.4 °F 1053 ohm-cir-mil/ft? 986 °F 1143 ohm-cir-mil/ft?
典型的室温强度计算退火钛6Al-4V的：
极限承载强度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi） 压缩屈服强度825-895兆帕（120-130 ksi） 极限剪切强度480-690兆帕（70-100 ksi）
Ti-6Al-4V 的线膨胀系数只有8.8×10-6K-1.
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/cm3,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。
钛的应用
应用领域
材料的使用特性
应用部位
.
在500℃以下具有高的屈服强度/
航
喷气发动机 空 工业 机身
在300℃以下，比强度高 的热稳定性，优异的抗大气腐蚀性能，可减轻结构质量
烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管等
防火壁、蒙皮、大梁、起浇架、翼肋、隔框、紧固件、导管、舱门、拉杆等
高压容器、燃料贮箱、火箭发动
在常温及超低温下，比强度高，
火箭、导弹及宇宙飞船工业 并具有足够的韧性及塑性 结构骨架、主起落架、登月舱等 耐压艇体、结构件、浮力系统球比强度高，在海水及海洋气氛下船舶、舰艇制造工业 具有优异的耐蚀性能 板配件，快艇推进器、推进轴、水翼艇水翼、鞭状天线等 在石油化工、化肥、酸碱、钠、在氧化性和中性介质中具有良好化学工业、石油工业 的耐蚀性，在还原性介质中也可通过合金化改善其耐蚀性 氯气及海水淡化等工业中，作热交换器、反应塔、蒸馏器、洗涤塔、合成器、高压釜、阀门、导管、泵、管道等 火炮尾架、迫击炮底板、火箭炮其常规正品制造 他 工业 冶金工业 耐蚀性好，密度小 坦克车轮及履带、扭力棒、战车驱动轴、装甲板等 在镍、钴、钛等有色金属冶炼中有高的化学活性和良好的耐蚀性 做耐蚀材料，在钢铁冶炼中是良好的脱氧剂和合金元素
做医疗器械及外科矫形材料，钛制牙、心
对人体体液有极好的耐蚀性，没有毒性，与
其他 工
超高真空 业
CO2、甲烷等气体
电镀工业 耐腐蚀、寿命长、传热快、加热效果好，对
镀镍、镀铬（除氟化物镀铬外）、酸性和
有高的化学活性，能吸附氧、氮、氢、CO、
钛离子泵
医疗卫生
肌肉组织亲合性能良好好
头等
脏内瓣、隔膜、骨关节及固定螺钉、钛骨
炮管及药室、喷管、火炮套箍、体，水上船舶的泵体、管道和甲机及导弹壳体、飞船船舱蒙皮及密度比和疲劳强度/密度比，良好
在500℃以下的部位使用：压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃
页眉内容
.
产品无污染，可提高劳动生产率和减少维修费用
氰化物镀铜、三氯化铁铜板腐蚀中作加热器、电镀槽子，网篮、挂具、薄膜蒸发器等
全钛凝汽器、冷凝器、管板、冷油管、蒸
电站
汽涡轮叶片等
机械仪表 纺织工业
高的耐蚀性，密度小、质量轻，良好的综合
造纸工业
力学性能和工艺性能，较高的热稳定性，线
加料机、加热器、分离器、反应罐、搅拌
医药工业 胀系数小
器、压滤罐、出料管道等
航模、羽毛球拍、登山器械、钓鱼杆、宝
体育用品
剑、全钛赛车等
工艺美术
钛的热处理工艺参数
消除应力退火工艺① 牌
温号
度
/min
/℃
/℃
时间
度
/min
/℃
式
680
500TA1
-600
0 680
500TA2
-600
0 680
500TA3
-600
0 700
550TA4
-650
0
TA5 550
.
15-60 800
30-1
—
—
—
—
—
—
15-60 -75
20 30-1
—
—
—
—
—
—
15-60 -72
20 30-1
—
—
—
—
—
—
15-60 -72
20 30-1
—
—
—
—
—
—
15-60 -72
20 30-1
—
—
—
—
—
—
温
时间
度
/min
式
温
时间
冷却方
温度/℃
时间/min
方却
完全退火工
固溶处理工艺
艺②
冷
时效处理工艺
钛板画、笔筒、砚台、拐杖、胸针等 泵、阀、管道、风机、搅拌器等 精密天平秤杆、表壳、光学仪器等 亚漂机、亚漂罐中耐蚀零、部件
-650
-850 750
550TA6
-650 0
0 750
550TA7
-650 0
0
480TB2 -650 0 700 550TC1 -650 0 700 550TC2 -650 0 700 550TC3 -650 0 0 700 550TC4 -650 0 0 750 550TC6 -650 0 0 30-12-8520 0 900
550TC9
-650 0
0 850
TC10
550
30-24
760
-650 0
0
120
-90
0 60-9
水冷
500-600
4-12
冷 空
30-24
600
60
-95
0 60-9
水冷
500-600
2-6
冷 空
60-1-900 30-24-8020 0 86030-6水冷 540-580 4-12 冷 空
60-1-950 30-24-8020 0 85030-6水冷 480-560 4-8 冷 空
60-1-920 82025-6水冷 480-560 4-8 冷 空
30-60 -7520 30-1— — — — — —
30-60 -7520 30-1— — — — — —
15-24800 30 800 30 水或空 500 8 冷 空
15-12
-80
20 30-1
—
—
—
—
—
—
15-12
-80
20 30-1
—
—
—
—
—
—
20
页眉内容
.
1.所有合金消除应力退火后一律采用空冷。
2.产品使用前的退火可采用：950℃/1h，空冷或水冷；最终退火可采用；870℃/30min+650℃/60min，空冷：TC9最终退火可采用：930℃/30min，空冷+530℃/360min,空冷。 钛的锻造加热温度
铸锭 加
（α+β）编
/β相变热
温度
终锻
热
锻
热
变形坯料 加
终
成品 加
号
TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA6
TA7
TB2 .
点/℃
890-920
890-920
890-920
960-980
980-1000 1000-1020
1000-1020
750
温
/≮
度
℃ /℃ 100
0-1750
020 100
0-1750 020 100
0-1750 020
115
850
0
108
0-1
850
150 115
0-1
900
200 115
0-1
900
200 114
0-1850
160
温
温
度
度
/℃ /℃ 900-95700 0 900-95700 0 900-95700 0 103
0-1
800 050
1000-1800 050 105
0-1
850 100 105
0-1
850 100 1090-1800 100
温
终锻温度/≮℃
度
/℃ 850-88
700
0 850-88
700 0 850-88
700 0
—
— —
—
980-10
800
20 980
-10
800
20 990-10
800
10
100
900850TC1 910-930
0-1750
-95750 -88
750
020 0 0 100
900850TC2 920-940
0-1800 -95800 -90
750 020 0 0 110
950950TC3 960-970
0-1850 -10800 -97
750 150 50 0 110960950TC4 980-990 0-1850 -11800 -97750 150 00 0 115100950TC6 950-980 0-1850 0-1800 -98800 180 050 0 1141059501000-102TC9 0-1850 0-1800 -97800 0 160 080 0 110100930TC1935 0-1800 0-1800 -94800 0 150 050 0 钛及钛合金的一般物理性能 合金牌号 TTTTT性能 TA1TA2TATBTCTCTCAAACC TC9 TA3
7
2
2
4
6
4 5 6
1
3
4444.
.
4.
4.
.
4.
.
4.
4.
20℃密度γ/g/cm3
4.5
—
4.52
4
4
46 81 5
55 4
45 5
3 0
5
3 熔点/℃
1668
---
15
-- -15-15
16
--
页眉内容
T
C
10
4.
53 -.
- - - 38
-1649
-20℃
544
- - - 0
0
- --54
54
---
-
- 70
-1640
--- -- --
- - 38
-1649
20-1650
--
100℃200℃比热
300℃容 c/（j/k
g·K）
400℃500℃600℃20℃电阻率
ρ/10-6Ω·m
热导率
20℃
λ/W/（m·
.
-544
- -628
- -670
- -712
- -754
- -837
- -0.47
- 10
16.33
.4
5
-54
8
-
0
6 6
-56
7
-
9
0 7
-59
1
-
0
2
7
-62
9
-
0
6
8
-65
7
-
3
9
9
-69
2
-
1
1 1
1.
.
1.
2
0
38 6 8
7-.
8.
- 5
79
4
5
54
7
--
0
4
55
-56
3
- 5
6
56
62
4
9
8
1
6
63
67
9
6
0
9 7
59
2
75
9
9
4
①
86
---
2
-
1.
---
55 -
9
.
9.
--
663 3
-67
50
- 8
2
5
69
58
6
1
6
5 6
70
67
2
3
0
8
6
74
71
7
1
2
0
7
75
79
1
4
6
2
-87
-- - 9 1.
1.
1.
460 36 2
8.
5.
7.
3
44 95
7
5
544
4
0 5
--
4
8 5
--
6
5
5
--
57
5
--
28
- --
- 1.
1.62
87 - 7.54
-
K）
7 1
8
2
-100℃
16.33
.
- 71
9
4
16
200
.3
℃
3 16300.7℃ 5 热导率400λ/W/℃ （m·K） 7 18500.0℃ 0 - 7 16600-- ℃ - 5 820-18..00℃ 0 2 8.20-2
线胀系统
00℃ 6
a1/(10-6/k)
20-3
9.
-9.
5
00℃ 1
- 87
④
20-4
9.
-10
10.4
9.
9.
9.
9.
--
00℃ 25 - .0
54 79 6
6
4 9.2
--
9.64
10.15
5
52 1
1
- 53
③ 9.
9.
9.
9.
9.
--
0 9.3
--
9.27
9.97
8.
-9.
9
4
34 6
6
9.
9.
8.
8.
--
1 9.0
--
8.90
9.73
28 3 36 53 0 0 9.8.9.8.8.8.-- 9 7.88.60 7.70 9.45 1 4 3 9 --- .7.9.8.3-- .449 5 158 185 165 4 1515.-- 14.65⑨ -- --- .0.6.5.6.6.224 .1- 0 150 143 170 140 146 1414.-- 13.40⑧ 13.40 17--- .4.4.3.4.4.556 - 2 134 138 164 134 139 1212.12.59 12.98 12.14 --- .7.1.9.1.1.847 -
5 119 126 122 120 125 1010.11.30 12.14 10.47 --- .0
.8
.5
.7
.3
.0
9
10
10
12
11
11②
7 10
8.7
10.05 11.30
--
63 4
4
9
.
9.
.1
.
--
7
70 79
12
0
.
6.
8.
12.98
- -1
8
页眉内容
.
8 10
20-5
9.
-.0
00℃ 4
- 9 10
20-6
9.
-.2
00℃ 8
- 8
⑦ .8
86 99 ⑥ 10
9.
9.
-- -- --
0 9.4
--
--
10.21
.6
68 83 6
4
⑤ 10
9.
9.
9.
9.
--
9
⑥
9.3
11.60
9.85
10.19
①450℃ ②80℃ ③100-200℃ ④200-300℃ ⑤300-400℃ ⑥400-500℃ ⑦500-600℃ ⑧490℃ ⑨575℃。
.
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