TC4鈦棒材 tc4光棒 ti-6al-4v 高強高韌鈦合金材料

Titanium Grade 7(UNS R52400)簡稱“Gr.7”

鈦合金TC4材料的組成為Ti-6Al-4V，屬于(α+β)型鈦合金，具有良好的綜合力學機械性能。比強度大。TC4的強度sb=1.012GPa，密度g=4.51g/cm3，比強度sb/g=23.5，而合金鋼的比強度sb/g小于18。 鈦合金熱導率低。 鈦合金的熱導率為鐵的1/5、鋁的1/10，TC4的熱導率l=7.955W/m·K。

C4概述

TC4合金是一種中等強度的 α-β 型兩相鈦合金，含有6% α 穩(wěn)定元素AI和4% β 穩(wěn)定元素V。該合金具有優(yōu)的綜合性能，在航空和航天工業(yè)中獲得了廣泛的應用。合金長時間工作溫度可達400℃，在航空工業(yè)中主要用于制造發(fā)動機的風扇和壓氣機盤及葉片，以及飛機結構中的梁、接頭和隔框等重要承力構件。

TC4鈦合金的主要半成品是棒材、鍛件、厚板、薄板、型材和絲材等。合金主要在退火狀態(tài)下使用，也可以采用固溶時效處理進行一定的強化，然而淬透截面一般不超過25mm。

該合金具有良好的工藝塑性和超塑性，適合于各種壓力加工成形。該合金還可采用各種方式進行焊接和機械加工。

TC4技術標準GB/T 2965-2007

TC4化學成分TC4含鈦(Ti)余量

鋁(Al)5.5~6.8

釩(V)3.5~4.5

鐵(Fe)≤0.30

氧(O)≤0.20

碳(C)≤0.10

氮(N)≤0.05

氫(H)≤0.015 

TC4熱處理制度

1）退火

板材：700-850℃，0.5-2h，空冷；棒材和鍛件：700-800℃，1-2h，空冷。

2）真空退火

700-800℃，0.5-2h，爐冷至200°C以下允許出爐空冷。爐內絕對壓強應不大于0.09Pa。

3）固溶處理

910-940℃，0.5-2h，水淬。

4）時效

520-550°C，2-4h，空冷。

5）去應力退火

完全去應力退火：600-650℃，1-4h,空冷；不完全去應力退火：500-600℃，0.5-3h，空冷。去應力退火可以在空氣爐或真空爐中進行。

TC4熔煉與鑄造工藝

鑄錠應該經過兩次以上真空自耗電極電弧爐熔煉。發(fā)動機轉子零件用料應經過三次熔煉。合金元素V以A1-V中間合金方式加入。自耗電極的焊接嚴禁使用鎢極氬弧焊，采用氬氣保護等離子焊接方法。

TC4應用概況

TC4鈦合金在國內是20世紀60年代初期開始研制生產的，現已廣泛用于制造航空發(fā)動機風扇和壓氣機的盤與葉片，以及飛機結構中的各種承力梁、框、接頭和緊固件等。

TC4特殊要求

1）初生α相數量

TC4合金的力學性能與初生 α 相數量和形態(tài)有密切關系，一般講，初生 α 相含量越多，室溫拉伸塑性和疲勞性能越好；初生 α 相數量越少，則高溫持久、蠕變和斷裂韌度越好。為了獲得優(yōu)異的綜合性能，初生 α 相含量通常希望控制在15%-50%范圍內。如果初生 α 相含量超過這個范圍，允許在正常退火之前增加一次高溫固溶處理，即在 β 轉變溫度以下30-60℃保溫lh，隨后空冷或水冷。當初生 α 相含量過少時，只能通過在兩相區(qū)的重新熱變形來提高初生 α 相含量。

2）氧含量影響

隨著氧含量的增加，TC4合金的抗拉強度明顯提高，拉伸塑性和斷裂韌度急劇下降。氧含量過高還會導至焊接性能變差。因此，在保證強度水平的前提下，應將氧含量控制在較低的范圍內。特別是用于低溫下工作的各種容器，應該選用w(o)≤0.13%的TC4合金材料。