TB5合金是一種亞穩(wěn)態(tài)β型鈦合金,其標稱成分為Ti-15V-3O-3Sn-3Al,含有同晶β穩(wěn)定元素V、共析β穩(wěn)定元素Cr、中性元素Sn和α穩(wěn)定元素AI。該合金具有優(yōu)良的冷軋和冷成型性能,冷軋變形可達90%以上。常溫下可成型適度復雜的鈑金件,也可在700℃以上進行超塑性成型,可冷鐓鉚釘。和螺栓。該合金還可以通過時效處理達到1080MPa以上的強度,并具有優(yōu)良的焊接性能。 TB5合金主要用于制造各種鈑金件,還可制造緊固件,可滿足結(jié)構(gòu)效率高、生產(chǎn)效率高、制造成本低的要求。狀態(tài)下工作溫度可達290℃。該合金的半成品主要有板材、帶材和棒材(線材),也可以生產(chǎn)管材。
TB5技術(shù)標準
GB/T 3620.2—1994《鈦及鈦合金加工產(chǎn)品的化學成分及成分公差》
Q/6S 1058—1995《固溶處理的Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al鈦合金薄板》
Q/6S 1206—1995《緊固件用Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al鈦合金棒材(線材)》
AMS 4914A—1992《固溶處理15V-3Al-3Cr-3Sn鈦合金冷軋板帶材》
TB5 化學成分
TB5熱處理系統(tǒng)
熱處理制度符合GBJ 3763-1999《鈦及鈦合金熱處理規(guī)范》。
TB5固溶處理
在 760-815°C 或 790-815°C 范圍內(nèi)選擇固溶處理溫度。通常的固溶處理系統(tǒng)為800°C±15°C,3-30min,風冷或冷卻更快。
TB5 時效
老化溫度480-675℃,老化時間2-24h。根據(jù)強度等級,通常采用三種老化系統(tǒng),溫度波動范圍為±6℃。
TB5熔體冶煉及特殊要求
生產(chǎn)片材和棒材(線材)的鑄錠應在真空自耗電極電弧爐中熔煉兩次以上。選用氧質(zhì)量分數(shù)不大于0.07%的0-1級海綿鈦、氧質(zhì)量分數(shù)不大于0.25%的優(yōu)質(zhì)85V-15AI中間合金、80Sn-20Ti中間合金和低氧質(zhì)量分數(shù)的金屬鉻。
應特別注意電極塊的布法,以保證各種合金元素分布的均勻性。自耗電極的焊接采用氬氣保護等離子焊方法,嚴禁鎢極氬弧焊。
TB5合金一次熔煉絕壓不高于1.3Pa,最后一次重熔可在真空或氬氣氣氛中進行。
TB5 應用概述
用TB5合金板研制成功的電阻傘梁鈑金件和用棒(線)試制成功的鉚釘已應用于戰(zhàn)斗機。 TB5鈦合金傘梁替代原30CrMnSiA結(jié)構(gòu)鋼傘梁,減重1.13kg(28.6%)。采用TB5合金板帶材,吹塑加工而成的衛(wèi)星發(fā)動機波紋板和支撐錐體已應用于多種衛(wèi)星。
TB5的特殊要求
(1)TB5合金高強度鈦合金對缺口等表面缺陷高度敏感,因此在設計零件時應注意。對于承受重復載荷的零件,受拉區(qū)零件的邊緣應打磨光滑,表面劃痕不應超過材料技術(shù)標準的要求。
(2) TB5合金適用于中等復雜度鈑金件的冷成型。從零件的一個截面到另一截面的過渡半徑,以及零件的拐角和彎曲半徑,在結(jié)構(gòu)允許的情況下應盡可能大。值,法蘭高度、伸縮法蘭高度和下垂深度盡量使用較小的值。暫時不宜設計蒙皮擠壓件。
(3)與所有β合金一樣,該合金對氫的親和力比α和α-β鈦合金更大,更容易增加氫,因此TB5合金不允許進行化學銑削。
(4) TB5合金冷成型后可直接時效,一般應在真空或惰性氣體保護下進行,以為減少零件的變形,應使用適當?shù)膴A具進行約束老化。
TB5 耐腐蝕性
與大多數(shù)鈦合金一樣,TB5 合金在暴露于常見環(huán)境條件下時具有出色的整體耐腐蝕性。 TB5 合金在飛機制造中使用時不需要特殊的表面處理。但由于加氫,當TB5合金在可能產(chǎn)生大量氫氣的環(huán)境條件下運行時,必須進行表面改性處理以防止加氫。
TB5鈦合金與結(jié)構(gòu)鋼和鋁合金的接觸腐蝕行為與TC4鈦合金相同。
TB5選型建議
建議在飛機和衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中使用TB5鈦合金,使用冷成型或吹塑工藝制造結(jié)構(gòu)件,使用冷鐓工藝制造可冷鉚的TB5鈦合金鉚釘。