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常見鈦合金材料特性及加工應用說明

文章出處:五金加工責任編輯:yaxun88作者:康鼎五金人氣: 發表時間:2018-09-13 09:56 字體大小:【
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。
強度高
鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,
僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普通鋼的密度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料,可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
熱強度高
使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內仍有很高的比強度,而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。

世界上已研制出的鈦合金有數百種,最著名的合金有20~30種,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
鈦合金TC4鉆削
常見鈦合金材料特性如下說明:
Ti-6Al-4V

    屬于熱處理強化的鈦合金,它具有較好的焊接性薄板成型性和鍛造性能。用于制造噴氣發動機壓縮機葉片,葉輪等。其他如起落架輪和結構件,緊固件,支架,飛機附件,框架、桁條結構、管道,應用非常廣泛。
Ti-5Al-2.5Sn
    鍛造時抗裂紋的能力較好,成型性尚可,焊接性良好,熱處理不能強化。用于傳動齒輪箱外殼,噴氣發動機外殼裝置及導向葉片罩,管道結構等。
Ti-8Al-1Mo-1V
    成型性及鍛造時抗裂紋的能力尚可,焊接性好,但不可熱處理強化。用地制作噴氣發動機葉片,葉輪和外殼,陀螺儀萬向導向葉片罩,噴管裝置的內蒙皮和框架等。
Ti-6Al-6V-2Sn
    屬于可熱處理強化的鈦合金,鍛造時抗裂紋的能力好,但焊接性差。用于制造緊固件,入風口控制導向裝置,試驗結構件。
Ti-13V-11Cr-3Al
    屬于可熱處理強化的鈦合金,成型性良好,鍛造時有一定抗裂紋能力,焊接性尚可,用作結構鍛件,板狀桁條結構,蒙皮,框架、支架、飛機附件,緊固件。
Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.2Si
    屬于可熱處理強化的鈦合金,鍛造時抗裂紋的能力好,用于制造噴氣發動機葉片,葉輪,起落架滾輪,飛機骨架、緊固件等。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo
    成型性焊接性好,鍛造時有良好的抗裂紋能力,但不熱處理強化。用于制造壓縮機葉片,葉輪,起落架滾輪,隔圈壓氣機箱組合件,飛機骨架,蒙皮構件等。
Ti-4Al-3Mo-1V
    屬于可熱處理強化的鈦合金,鍛造性、成型性好。用于制造飛機骨架構件。
IMI125
IMI130
IMI160

    工業純鈦,抗蝕性優異,比強度較高,疲勞極限較好,鍛造性好,可用普通方法鍛造、成形和焊接??芍瞥砂?、棒、絲材。應用于航空、醫療、化工等方面,如排氣管,防火墻、受熱蒙皮以及要求塑性好、能抗蝕的零件
IMI317
    屬于α型鈦合金,可焊接,在315~593℃具有良好的抗氧化性、強度和高溫穩定性,可制造鍛件及板材零件,如航空發動機壓氣機葉片、殼體、支架。
IMI315
    屬于α+β型鈦合金,可熱處理強化,用于航空發動機壓氣機盤和葉片、導彈部件等。
IMI318
    α+β型合金,鍛造性及綜合性能良好,是各國普遍使用的鈦合金,用于航空發動機壓氣機盤和葉片等部件。
IMI550
    α+β型鈦合金,易鍛造,室溫強度好,蠕變抗力較高(400℃以下),持久強度高,廣泛用于制造發動機及機翼滑軌,動力控制裝置外殼等。
IMI551
    屬于α+β型鈦合金高強度鈦合金,它具有強度高、蠕變極限高(400℃以下),鍛造性良好等特性,用于制造飛機構件如起落架、安裝座、燃氣渦輪部件,亦可用于一般工程和化工、汽輪機葉片,壓氣機零件及其他高速旋轉的部件。
IMI685
    是一種屬于α+β型鈦合金,在室溫及中溫的比強度高,在高溫(520℃)抗蠕變性能良好,高溫穩定性好,可焊接,容易加工,其使用溫度較高。用于制作航空發動機零部件。
IMI684
    屬于α+β型鈦合金,可焊接、抗蠕變性能(535℃以下)好,熱穩定性優良。該合金與IMI685性能相近,用途相同。用于制作高壓壓氣機盤及葉片等。
IMI679
    是一種復雜的α型鈦合金,在450~500℃具有較好的強度、高的蠕變極限以及高溫穩定性和良好的抗氧化性,它的缸口疲勞強度高。用于制造航空發動機壓氣機盤、葉片,飛機骨架等。
IMI230
    α型鈦合金,中等強度,塑性好,可焊接,能時效強化,易成形,合金在退火狀態下使用,具有較高的力學性能。用于制作350℃以下工作的發動機導管,飛機結構等。
T-A5E
    在-253℃下具有好的塑性和韌性。
T-A6V
    綜合性能好,是宇航工業用的優質材料。
T-A7D
    可焊性中等,力學性能高,用作鍛件。
T-A6V6E2
    主要用于制作燃氣渦輪發動機和飛機導彈結構件。
T-TU2
    淬火狀態下具有可焊性和成形性,在350℃以下使用。
T-T6Zr4DE
    可焊接,用于噴氣發動機葉片和盤
Ti-6246
    可制作燃氣渦輪盤、風扇葉片及飛機和導彈的結構件。
T-V13CA
    用于制作250℃以下的框架、蜂窩結構件等。
T-A6Z5W
    可焊接的高強度鈦合金,在520℃有良好的抗蠕變性能。
T-A6ZD
    用于制作噴氣發動機的零件(如葉片、盤等)。
T-A4DE2
    合金在400℃以下具有高強度和抗蠕變性能。
3.7114
    可焊接,成型性合格,強度中等。
3.7124
    塑性、焊接性和高溫強度與工業純鈦相似,用于350℃以下的零件及抗蝕件。
3.7134
    密度小,彈性模量高,用于制作在450℃以下工作的壓氣機盤、葉片等,是航空工業的重要材料。
3.7144
    用于制作在450℃以下工作的航空發動機轉子和葉片。
3.7154
    合金的強度高、抗蠕變性能好,可焊接。用于500℃以下長期工作的零件,如航空發動機壓氣機部件等。
3.7164
    綜合性能好,用于350℃以下工作的高應力機械零件。
3.7174
    屬于高強度鈦合金,可熱處理強化,鍛造性能良好。
3.7184
    用于制作在400℃以下工作的航空發動機部件,如壓氣機盤、葉片等。
LT32
    合金的強度高、淬透性好,用于制作427℃以下工作的飛機骨架,導彈鍛件等。
LT41
是一種可熱處理化的鈦合金,它的成形性優異,用于制作飛機的骨架、蒙皮、蜂窩結構、壓力容器以及高強度緊固件等。
鈦合金化學性質

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