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钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V,属于(α+β)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。比强度大。TC4的强度sb=1.012GPa,密度g=4.51g/cm3,比强度sb/g=23.5,而合金钢的比强度sb/g小于18。 钛合金热导率低。 钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10,TC4的热导率l=7.955W/m·K。 钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V,属于(α+β)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。比强度大。TC4的强度sb=1.012GPa,密度g=4.51g/cm3,比强度sb/g=23.5,而合金钢的比强度sb/g小于18。 钛合金热导率低。 钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10,TC4的热导率l=7.955W/m·K。
TC4合金是一种中等强度的 α-β 型两相钛合金,含有6% α 稳定元素AI和4% β 稳定元素V。该合金具有优的综合性能,在航空和航天工业中获得了广泛的应用。合金长时间工作温度可达400℃,在航空工业中主要用于制造发动机的风扇和压气机盘及叶片,以及飞机结构中的梁、接头和隔框等重要承力构件。
TC4钛合金的主要半成品是棒材、锻件、厚板、薄板、型材和丝材等。合金主要在退火状态下使用,也可以采用固溶时效处理进行一定的强化,然而淬透截面一般不超过25mm。
该合金具有良好的工艺塑性和超塑性,适合于各种压力加工成形。该合金还可采用各种方式进行焊接和机械加工。
1)退火
板材:700-850℃,0.5-2h,空冷;棒材和锻件:700-800℃,1-2h,空冷。
2)真空退火
700-800℃,0.5-2h,炉冷至200°C以下允许出炉空冷。炉内绝对压强应不大于0.09Pa。
3)固溶处理
910-940℃,0.5-2h,水淬。
4)时效
520-550°C,2-4h,空冷。
5)去应力退火
完全去应力退火:600-650℃,1-4h,空冷;不完全去应力退火:500-600℃,0.5-3h,空冷。去应力退火可以在空气炉或真空炉中进行。
铸锭应该经过两次以上真空自耗电极电弧炉熔炼。发动机转子零件用料应经过三次熔炼。合金元素V以A1-V中间合金方式加入。自耗电极的焊接严禁使用钨极氩弧焊,采用氩气保护等离子焊接方法。
TC4钛合金在国内是20世纪60年代初期开始研制生产的,现已广泛用于制造航空发动机风扇和压气机的盘与叶片,以及飞机结构中的各种承力梁、框、接头和紧固件等。
1)初生α相数量
TC4合金的力学性能与初生 α 相数量和形态有密切关系,一般讲,初生 α 相含量越多,室温拉伸塑性和疲劳性能越好;初生 α 相数量越少,则高温持久、蠕变和断裂韧度越好。为了获得优异的综合性能,初生 α 相含量通常希望控制在15%-50%范围内。如果初生 α 相含量超过这个范围,允许在正常退火之前增加一次高温固溶处理,即在 β 转变温度以下30-60℃保温lh,随后空冷或水冷。当初生 α 相含量过少时,只能通过在两相区的重新热变形来提高初生 α 相含量。
2)氧含量影响
随着氧含量的增加,TC4合金的抗拉强度明显提高,拉伸塑性和断裂韧度急剧下降。氧含量过高还会导至焊接性能变差。因此,在保证强度水平的前提下,应将氧含量控制在较低的范围内。特别是用于低温下工作的各种容器,应该选用w(o)≤0.13%的TC4合金材料。
C4概述
TC4技术标准GB/T 2965-2007
TC4化学成分TC4含钛(Ti)余量
铝(Al)5.5~6.8
钒(V)3.5~4.5
铁(Fe)≤0.30
氧(O)≤0.20
碳(C)≤0.10
氮(N)≤0.05
氢(H)≤0.015
TC4热处理制度
TC4熔炼与铸造工艺
TC4应用概况
TC4特殊要求