Ti-6Al-4V鈦合金是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良

好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效

使合金強化。熱處理后的強度約比退火狀態(tài)提高50％～100％；高溫強度高，可

在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩(wěn)定性次于α鈦合金[35]。

鈦合金Ti-6Al-4V成分

元素

Al

V

Fe

O

Si

C

N

H

其他

Ti

成分

5.5-6.8

3.5-4.5

0.3

0.2

0.15

0.1

0.05

0.01

0.5

余量

?

?

鈦合金Ti6Al-4V合金

碳（最大）????????????????? 0.10％
鋁????????????????????????? 5.50至6.75％
氮????????????????????????? 0.05％
氧氣（最大）??????????????? 0.020％
其他，合計（最大）????????? 0.40％???????
*其他，每個（最大）= 0.1％

鈦?????????????????????????????? 平衡

釩?????????????????????? ????????3.50至4.50％

鐵（最大）?????????????????????? 0.40％

氫（最大）?????????????????????? 0.015％

?

?

比重???????????????????????? 0.160
彈性模量（E）的????????????? 15.2??? x 10 3 ksi?
貝塔Transus????????????????? 1800 to 1850??? °F?
液相線溫度??????????????????? 2976 to 3046??? °F
固相線溫度??????????????????? 2900 to 2940??? °F
電阻率

-418 °F???????????????????????????????????? ?902.5??? ohm-cir-mil/ft?

73.4 °F ?????????????????????????????????????1053??? ohm-cir-mil/ft? ??????????

986 °F??????????????????????????????????????? 1143?? ohm-cir-mil/ft?

?

典型的室溫強度計算退火鈦6Al-4V的：

極限承載強度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi）

壓縮屈服強度825-895兆帕（120-130 ksi）

極限剪切強度480-690兆帕（70-100 ksi）

Ti-6Al-4V 的線膨脹系數(shù)只有8.8×10-6K-1.

鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)，最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過0.1％，但其強度低、塑性高。99.5％工業(yè)純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/cm3,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。

鈦的應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域

材料的使用特性

應(yīng)用部位

航空 工業(yè)

噴氣發(fā)動機

在500℃以下具有高的屈服強度/密度比和疲勞強度/密度比，良好的熱穩(wěn)定性，優(yōu)異的抗大氣腐蝕性能，可減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量

在500℃以下的部位使用：壓氣盤、靜葉片、動葉片、機殼、燃燒室外殼、排氣機構(gòu)外殼、中心體、噴氣管等

機身

在300℃以下，比強度高

防火壁、蒙皮、大梁、起澆架、翼肋、隔框、緊固件、導(dǎo)管、艙門、拉桿等

火箭、導(dǎo)彈及宇宙飛船工業(yè)

在常溫及超低溫下，比強度高，并具有足夠的韌性及塑性

高壓容器、燃料貯箱、火箭發(fā)動機及導(dǎo)彈殼體、飛船船艙蒙皮及結(jié)構(gòu)骨架、主起落架、登月艙等

船舶、艦艇制造工業(yè)

比強度高，在海水及海洋氣氛下具有優(yōu)異的耐蝕性能

耐壓艇體、結(jié)構(gòu)件、浮力系統(tǒng)球體，水上船舶的泵體、管道和甲板配件，快艇推進器、推進軸、水翼艇水翼、鞭狀天線等

化學工業(yè)、石油工業(yè)

在氧化性和中性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，在還原性介質(zhì)中也可通過合金化改善其耐蝕性

在石油化工、化肥、酸堿、鈉、氯氣及海水淡化等工業(yè)中，作熱交換器、反應(yīng)塔、蒸餾器、洗滌塔、合成器、高壓釜、閥門、導(dǎo)管、泵、管道等

其他 工業(yè)

常規(guī)正品制造

耐蝕性好，密度小

火炮尾架、迫擊炮底板、火箭炮炮管及藥室、噴管、火炮套箍、坦克車輪及履帶、扭力棒、戰(zhàn)車驅(qū)動軸、裝甲板等

冶金工業(yè)

有高的化學活性和良好的耐蝕性

在鎳、鈷、鈦等有色金屬冶煉中做耐蝕材料，在鋼鐵冶煉中是良好的脫氧劑和合金元素

?

? 其他 工業(yè)

醫(yī)療衛(wèi)生

對人體體液有極好的耐蝕性，沒有毒性，與肌肉組織親合性能良好好

做醫(yī)療器械及外科矯形材料，鈦制牙、心臟內(nèi)瓣、隔膜、骨關(guān)節(jié)及固定螺釘、鈦骨頭等

超高真空

有高的化學活性，能吸附氧、氮、氫、CO、CO2、甲烷等氣體

鈦離子泵

電鍍工業(yè)

耐腐蝕、壽命長、傳熱快、加熱效果好，對產(chǎn)品無污染，可提高勞動生產(chǎn)率和減少維修費用

鍍鎳、鍍鉻（除氟化物鍍鉻外）、酸性和氰化物鍍銅、三氯化鐵銅板腐蝕中作加熱器、電鍍槽子，網(wǎng)籃、掛具、薄膜蒸發(fā)器等

電站

高的耐蝕性，密度小、質(zhì)量輕，良好的綜合力學性能和工藝性能，較高的熱穩(wěn)定性，線脹系數(shù)小

全鈦凝汽器、冷凝器、管板、冷油管、蒸汽渦輪葉片等

機械儀表

精密天平秤桿、表殼、光學儀器等

紡織工業(yè)

亞漂機、亞漂罐中耐蝕零、部件

造紙工業(yè)

泵、閥、管道、風機、攪拌器等

醫(yī)藥工業(yè)

加料機、加熱器、分離器、反應(yīng)罐、攪拌器、壓濾罐、出料管道等

體育用品

航模、羽毛球拍、登山器械、釣魚桿、寶劍、全鈦賽車等

工藝美術(shù)

鈦板畫、筆筒、硯臺、拐杖、胸針等

鈦的熱處理工藝參數(shù)

牌號

消除應(yīng)力退火工藝①

完全退火工藝②

固溶處理工藝

時效處理工藝

? 溫度/℃

時間/min

溫度/℃

時間/min

溫度/℃

時間/min

冷卻方式

? 溫度/℃

時間/min

冷卻方式

TA1

? 500-600

15-60

680-720

30-120

—

—

—

? —

—

—

TA2

? 500-600

15-60

680-720

30-120

—

—

—

? —

—

—

TA3

? 500-600

15-60

680-720

30-120

—

—

—

? —

—

—

TA4

? 550-650

15-60

700-750

30-120

—

—

—

? —

—

—

TA5

? 550-650

15-60

800-850

30-120

—

—

—

? —

—

—

TA6

? 550-650

15-120

750-800

30-120

—

—

—

? —

—

—

TA7

? 550-650

15-120

750-800

30-120

—

—

—

? —

—

—

TB2

? 480-650

15-240

800

30

800

30

水或空

? 500

8

空 冷

TC1

? 550-650

30-60

700-750

30-120

—

—

—

? —

—

—

TC2

? 550-650

30-60

700-750

30-120

—

—

—

? —

—

—

TC3

? 550-650

30-240

700-800

60-120

820-920

25-60

水冷

? 480-560

4-8

空 冷

TC4

? 550-650

30-240

700-800

60-120

850-950

30-60

水冷

? 480-560

4-8

空 冷

TC6

? 550-650

30-120

750-850

60-120

860-900

30-60

水冷

? 540-580

4-12

空 冷

TC9

? 550-650

30-240

600

60

900-950

60-90

水冷

? 500-600

2-6

空 冷

TC10

? 550-650

30-240

760

120

850-900

60-90

水冷

? 500-600

4-12

空 冷

1.所有合金消除應(yīng)力退火后一律采用空冷。
2.產(chǎn)品使用前的退火可采用：950℃/1h，空冷或水冷；最終退火可采用；870℃/30min+650℃/60min，空冷：TC9最終退火可采用：930℃/30min，空冷+530℃/360min,空冷。

鈦的鍛造加熱溫度

編號

（α+β）/β相變點/℃

鑄錠

變形坯料

成品

加熱溫度/℃

終鍛溫度/≮℃

加熱溫度/℃

終鍛溫度/℃

加熱溫度/℃

終鍛溫度/≮℃

TA1

890-920

1000-1020

750

900-950

700

850-880

700

TA2

890-920

1000-1020

750

900-950

700

850-880

700

TA3

890-920

1000-1020

750

900-950

700

850-880

700

TA4

960-980

1150

850

1030-1050

800

—

—

TA5

980-1000

1080-1150

850

1000-1050

800

—

—

TA6

1000-1020

1150-1200

900

1050-1100

850

980-1020

800

TA7

1000-1020

1150-1200

900

1050-1100

850

980-1020

800

TB2

750

1140-1160

850

1090-1100

800

990-1010

800

TC1

910-930

1000-1020

750

900-950

750

850-880

750

TC2

920-940

1000-1020

800

900-950

800

850-900

750

TC3

960-970

1100-1150

850

950-1050

800

950-970

750

TC4

980-990

1100-1150

850

960-1100

800

950-970

750

TC6

950-980

1150-1180

850

1000-1050

800

950-980

800

TC9

1000-1020

1140-1160

850

1050-1080

800

950-970

800

TC10

935

1100-1150

800

1000-1050

800

930-940

800

鈦及鈦合金的一般物理性能

性能

合金牌號

TA1TA2TA3

TA4

TA5

TA6

TA7

TB2

TC1

TC2

TC3

TC4

TC6

? TC9

TC10

?

20℃密度γ/g/cm3

4.5

—

4.43

4.40

4.46

4.81

4.55

4.55

4.43

4.45

4.5

? 4.52

4.53

?

熔點/℃

1668

--

--

--

1538-1649

--

--

1570-1640

--

1538-1649

1620-1650

? --

--

?

比熱容 c/（j/kg·K）

20℃

544

--

--

--

540

540

--

--

--

--

--

? --

--

?

100℃

544

--

--

586

540

540

574

--

--

678

502

? 544

540

?

200℃

628

--

--

670

569

553

--

565

565

691

586

? --

548

?

300℃

670

--

--

712

590

569

641

628

628

703

670

? --

565

?

400℃

712

--

--

796

620

636

699

670

670

741

712

? --

557

?

500℃

754

--

--

879

653

599

729①

754

712

754

796

? --

528

?

600℃

837

--

--

921

691

862

--

--

--

879

--

? --

--

?

20℃電阻率ρ/10-6Ω·m

0.47

--

1.26

1.08

1.38

1.55

--

--

1.42

1.60

1.36

? 1.62

1.87

?

熱導(dǎo)率λ/W/（m· K）

20℃

16.33

10.47

--

7.54

8.79

--

9.63

9.63

8.37

5.44

7.95

? 7.54

--

?

100℃

16.33

12.14

--

8.79

9.63

12.14②

10.47

--

8.79

6.70

8.79

? 12.98

--

?

?

熱導(dǎo)率λ/W/（m·K）

200℃

16.33

--

--

10.05

10.89

12.56

11.72

11.30

10.05

8.79

10.05

11.30

--

300℃

16.75

--

--

11.72

12.14

12.98

12.14

12.14

10.89

10.47

11.30

12.14

10.47

400℃

17.17

--

--

13.40

13.40

16.33

13.40

13.40

12.56

12.56

12.59

12.98

12.14

500℃

18.00

--

--

15.07

14.65

17.58

14.65

14.65

14.24

14.24

--

13.40⑧

13.40

600℃

--

--

--

16.75

15.91

18.84

16.33

--

15.49

15.49

--

14.65⑨

--

線脹系統(tǒng)a1/(10-6/k)

20-100℃

8.0

8.2

9.28

8.3

9.36

8.53

8.0

8.0

--

7.89

8.60

7.70

9.45

20-200℃

8.6

--

9.53

8.9③

9.4

9.34

8.6

8.6

--

9.01

--

8.90

9.73

20-300℃

9.1

--

9.87

9.5④

9.5

9.52

9.1

9.1

--

9.30

--

9.27

9.97

20-400℃

9.25

--

10.08

10.4⑤

9.54

9.79

9.6

9.6

--

9.24

--

9.64

10.15

20-500℃

9.4

--

10.09

10.6⑥

9.68

9.83

9.6

9.4

--

9.39

11.60⑥

9.85

10.19

20-600℃

9.8

--

10.28

10.8⑦

9.86

9.99

--

--

--

9.40

--

--

? 10.21

①450℃ ②80℃ ③100-200℃ ④200-300℃ ⑤300-400℃ ⑥400-500℃ ⑦500-600℃ ⑧490℃ ⑨575℃。

?