2017年年初大片:什么是钛合金?

1.钛合金的发展
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到锨合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。
目前，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-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1）四类。2. 钛合金的新进展
近年来，各国正在开发低成本和高性能的新型钛合金，努力使钛合金进入具有巨大市场潜力的民用工业领域阳。国内外钛合金材料的研究新进展主要体现在以下几方面。
（1）高温钛合金。
世界上第一个研制成功的高温钛合金是Ti-6Al-4V，使用温度为300-350℃。随后相继研制出使用温度达400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用温度为450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地应用在军用和民用飞机发动机中的新型高温钛合金有.英国的IMI829、IMI834合金；美国的Ti-1100合金；俄罗斯的BT18Y、BT36合金等。表7为部分国家新型高温钛合金的最高使用温度

同意楼上的说法，我赞成。

中华人民共和国国家标准-钛及钛合金板材 GB/T3621-94

中华人民共和国国家标准

钛及钛合金板材 GB/T3621-94

Titanium and titanium alloy sheet and plate 代替GB3621-83

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1 主题内容与适用范围

本标准规定了钛及钛合金板材的分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存。

本标准适用于各种用途的钛及钛合金板材。

2 引用标准

GB228 金属拉伸试验方式

GB232 金属弯曲试验方式

GB/T3620 钛及钛合金牌号和化学成分允许偏差

GB4338 金属高温拉伸试验方法

GB/T4698 钛及钛合金化学分析方法

GB6395 金属高温拉伸持久试验方法

GB6397 金属拉伸试验试样

GB/T8180 钛及钛合金加工产品的包装、标志、运输、贮存

3 产品分类

3.1 牌号、状态、规格

产品的牌号、供应状态和规格应符合表1的规定。

表1

牌号 制造方法 供应状态 规格
厚度×宽度×长度

mm

TA0、TA1、TA2、TA3、TA5、TA6、TA7、TA9、TA10、TB2、TC1、TC2、TC3、TC4 热轧 热加工状态（R）
退火状态（M）
(4.1～60.0)×(400～3000)×(1000～4000)
冷轧 热加工状态（Y）
退火状态（M）
(0.3～4.0)×(400～1000)×(1000～3000)
TB2 热轧 淬火（C） (4.1～10.0)×(400～3000)×(1000～4000)
冷轧 淬火（C） (1.0～4.0)×(400～1000)×(1000～3000)

注：工业纯钛板材供货的最小厚度为0.3mm，各种牌号钛合金板材供货的最小厚度见表5。

3.2 标记示例

用TA2制造的、退火状态的、厚度为10.0mm，宽度为1000mm、长度为3000mm的板材标记为：板TA2M 10.0×1000×3000GB/T3621-94

4 技术要求

4.1 化学成分

4.1.1 钛及钛合金板材的化学成分应符合GB/T3620的规定。需反复试验时，化学成分允许偏差应符合GB/T3620的规定。

4.1.2 可以供应氧含量不大于0.15%的TA7板材，但应在合同中注明。

4.2 尺寸允许偏差

4.2.1 板材厚度的允许偏差应符合表2的规定，宽度和长度的允许偏差应符合表3的规定。

表2 mm

宽度
厚度允许偏差

厚度
400～1000 >1000～2000 >2000
0.3,0.4,0.5 ±0.05 - -
0.6,0.7,0.8 ±0.07 - -
0.9,1.0,1.1 ±0.09 - -
1.2,1.4,(1.5) ±0.11 - -
1.6,1.8,2.0 ±0.15 - -
2.2,2.5,2.8,3.0 ±0.18 - -
3.5,4.0 ±0.22 - -
4.5,5.0,5.5,6.0 ±0.35 ±0.40 -
7.0,8.0 ±0.40 ±0.60 ±0.80
9.0,10.0 ±0.50 ±0.60 ±0.80
11.0,12.0,14.0,(15.0) ±0.70 ±0.80 ±1.00
16.0,18.0,20.0 ±0.70 ±0.90 ±1.10
22.5,25.0,28.0,30.0 ±0.90 ±1.00 ±1.20
32.0,35.0,38.0,40.0 ±1.10 ±1.20 ±1.50
42.0,45.0,48.0,50.0 ±1.20 ±1.50 ±2.00
53.0,56.0,60.0 ±1.60 ±2.00 ±2.50

注：根据需方要求也可提供非系列的其他规格的产品，其厚度允许偏差按相邻的较在规格执行。

表3 mm

厚度 宽度 宽度
允许偏差
长度 长度
允许偏差

0.3～4.0 400～100 +10
0
1000～3000 +15
0

>4.0～20.0 400～3000 +15
0
1000～4000 +30
0

>20.0～60.0 400～3000 +50
0
1000～4000 +50
0

注：厚度大于15mm的板材，需方同意时也可不切边交货。

4.2.2 板材的不平度应符合表4的规定。

表4

宽度mm
不平度mm/m,不大于

厚度，mm
≤2000 >2000
≤4 20 -
>4～10 18 20
>10～20 15 18
>20～35 13 15
>35～60 8 13

4.2.3 经剪切的板材边应切齐，无裂口、卷边，允许有轻微的毛刺。

4.2.4 板材各角应尽量切成直角，切斜时应不超过板材长度和宽度的允许偏差。

4.3 力学性能

4.3.1 板材的横向室温力学性能应符合表5的规定。

表5

牌号 状态 板材厚度mm 室温力学性能，不小于
抗拉强度σb 规定残余伸长应力σr0.2 伸长率δ5%
N/mm2
TA0 M 0.3～2.0
2.1～5.0

5.1～10.0
280～420 170 45
30

30

TA1 M 0.3～2.0
2.1～5.0

5.1～10.0
370～530 250 40
30

30

TA2 M 0.3～1.0
1.1～2.0

2.1～5.0

5.1～10.0

10.1～25.0
440～620 320 35
30

25

25

20

TA3 M 0.3～1.0
1.1～2.0

2.1～5.0

5.1～10.0
540～720 410 30
25

20

20

TA5 M 0.5～1.0
1.1～2.0

2.1～5.0

5.1～10.0
685 585 20
15

12

12

TA6 M 0.8～1.5
1.6～2.0

2.1～5.0

5.1～10.0
685 - 20
15

12

12

TA7 M 0.8～1.5
1.6～2.0

2.1～5.0

5.1～10.0
735～930 685 20
15

12

12

TA9 M 0.8～2.0
2.1～5.0

5.1～10.0
370～530 250 30
25

25

TA10 M 2.0～5.0
5.1～10.0
485 345 20
15

TB2 C
CS
1.0～3.5 ≤980
1320
- 20
8

TC1 M 0.5～1.0
1.1～2.0

2.1～5.0

5.1～10.0
590～735 - 25
25

20

20

TC2 M 0.5～1.0
1.1～2.0

2.1～5.0

5.1～10.0
685 - 25
15

12

12

TC3 M 0.8～2.0
2.1～5.0

5.1～10.0
880 - 12
10

10

TC4 M 0.8～2.0
2.1～5.0

5.1～10.0
895 830 12
10

10

注：“CS”表示“淬火和时效”状态。

3.2 当需方要求并在合同中注明时，可测定板材纵向室温力性能，并应符合表5的规定。

3.3 需方要求并在合同中注明时，板材的高温力学性能应符合表6的规定。试验温度应在合同中注明。

3.4 表5中未列入的其他规格的板材、以及R、Y状态交货的板材，需方要求并在合同中注明，其室温、高温力学性能报实测数据。

表6

合金牌号 试验温度℃ 高温力学性能

中国钛业协会
2002-10-28