纯钛和钛合金热加工性能参数
钛合金加工切削参数表
钛合金加工切削参数表钛合金加工切削参数表是一份包含了在加工钛合金时各种切削操作所需参数的表格。
这些参数包括但不限于切削速度、进给速度、刀具直径和刀具材料等。
以下是一份钛合金加工切削参数表的示例：序号切削参数参数值1 切削速度（m/min） 30~602 进给速度（mm/min）0.05~0.153 刀具直径（mm）3~154 刀具材料TiAlN涂层硬质合金在加工钛合金时，合理的切削参数选择对于提高加工效率、保证加工质量和保护刀具至关重要。
根据具体的加工条件和要求，可以参考上述表格中的参数进行选择。
需要注意的是，切削速度和进给速度是影响加工效率和加工质量的重要参数。
一般来说，切削速度不宜过高，过高的切削速度会导致刀具过热、损伤和烧毁。
适宜的切削速度一般在30~60m/min之间。
进给速度则应根据加工要求和刀具直径进行选择，进给速度的增加可以提高加工效率，但过快的进给速度会导致刀具磨损加剧。
此外，刀具直径也是需要考虑的因素。
较小的刀具直径适用于小切深、高进给的加工条件，而较大的刀具直径则适用于大切深、低进给的加工条件。
最后，刀具材料的选择也至关重要。
在加工钛合金时，常用的刀具材料包括硬质合金、陶瓷和金属陶瓷等。
不同的刀具材料具有不同的性能特点，可以根据加工要求进行选择。
例如，TiAlN涂层硬质合金具有良好的抗粘结性能和耐磨性能，适用于钛合金的加工。
总之，钛合金加工切削参数表是一份重要的参考资料，可以帮助我们了解在加工钛合金时各种切削操作所需参数的选择范围。
在实际操作中，需要根据具体的加工条件和要求进行参数调整，以达到最佳的加工效果。
钛及钛合金的热处理及耐蚀性表面处理
钛及钛合金的热处理及耐蚀性表面处理1 有关热处理的标准与热处理炉钛及钛合金的热处理条件虽然在JIS或ASTM中都没有标准化，但在美国军用标准（MIL —H81200）中有详细的规定，下表列出了根据该标准整理的纯钛和钛合金的热处理温度、*ELI表示氧、氮等间隙元素特别低的材料在MIL标准中还规定了热处理炉的炉膛温度分布均匀性，要求退火或固溶处理时不超过±14℃，时效处理时不超过±8.3℃，针对这些要求希望采用具有（1）可控硅控制的电源；（2）升温、保温、冷却的程序控制机构；（3）用风扇搅拌炉内空气等功能的电炉。
在使用燃烧炉的时候，必须注意（1）为了防止吸氢，保持微氧化性气氛；（2）被处理材料装入马弗缸内，不要直接接触火焰。
2 退火一般地说，金属的退火是使其内部应变消除、加工组织产生恢复与再结晶的热处理。
钛及钛合金的热处理是为了组织稳定化、稳定制品尺寸、提高可切削性以及改善力学性能而实施的。
α合金的退火是在α相区加热，使平衡状态的α相充分地恢复与再结晶，然后再冷却到室温。
冷却速度引起的组织变化很小，快冷或缓冷均可。
α—β合金的退火是在两项区进行。
β合金则是在高于β相变点的温度下退火处理。
Ti-6Al-4V是采取在两相区加热后空冷进行退火的，以便在常温下得到稳定的β相和α相混合组织。
MIL标准规定的退火工艺为690～871℃下加热并保温，然后空冷。
β合金的退火与固溶处理相同。
3 固溶处理所谓固溶处理，就是使所有合金元素溶入基体相中形成均匀的固溶体后快冷到室温，将高温下的组织状态保持下来，获得过饱和固溶体的热处理操作。
由于过饱和固溶体是不稳定的，若在某一温度下重新加热，溶入的元素或者以化合物形态析出或者形成平衡的稳定相，从而达到稳定的状态。
α—β合金的固溶处理是在β相变点以下的两相区加热，类似于铁素体＋奥氏体两相不锈钢的固溶处理。
加热到固溶温度后溶入该温度下处于平衡状态的α和β相中的合金元素是不同的，各自的成分也完全不同于合金的平均组成。
钛合金tc4材料参数
钛合金tc4材料参数钛合金TC4是一种常用的钛合金材料，其具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，在航空航天、医疗器械、化工等领域得到广泛应用。
本文将从材料组成、力学性能、热处理工艺和应用领域等方面介绍钛合金TC4的相关参数。
一、材料组成钛合金TC4是一种α+β型钛合金，其主要由钛(Ti)、铝(Al)、铁(Fe)和锡(Sn)等元素组成。
其中，钛的质量分数约为90%，铝的质量分数约为6%，铁和锡的质量分数约为4%。
此外，钛合金TC4还含有少量的杂质元素，如氧(O)、碳(C)和氮(N)等。
二、力学性能钛合金TC4具有优异的力学性能，其抗拉强度可达到900 MPa以上，屈服强度可达到800 MPa以上。
同时，钛合金TC4还具有良好的延展性和韧性，其断裂伸长率可达到10%以上。
此外，钛合金TC4还具有较高的硬度和耐磨性。
三、热处理工艺钛合金TC4的热处理工艺对其力学性能具有重要影响。
常用的热处理工艺包括固溶处理和时效处理。
固溶处理的目的是将钛合金TC4中的α相溶解于β相中，以提高材料的塑性和韧性。
时效处理的目的是通过合适的温度和时间，使β相转变为α'相，进一步提高材料的强度和硬度。
四、应用领域钛合金TC4由于其优异的力学性能和耐腐蚀性能，在航空航天领域得到广泛应用。
它常用于制造飞机发动机零部件、航空航天设备和结构件等。
此外，钛合金TC4还广泛应用于医疗器械领域，如人工关节、牙科种植体和外科植入物等。
由于其抗腐蚀性能，钛合金TC4还可用于化工设备和海洋工程等领域。
钛合金TC4是一种具有优异力学性能和耐腐蚀性能的钛合金材料。
其主要由钛、铝、铁和锡等元素组成，具有较高的抗拉强度和屈服强度，同时还具有良好的延展性和韧性。
钛合金TC4的热处理工艺对其力学性能具有重要影响，常用的热处理工艺包括固溶处理和时效处理。
钛合金TC4在航空航天、医疗器械、化工等领域有着广泛的应用前景。
钛合金切削加工标准文件
钛合金切削加工标准文件钛合金特点比强度高。
钛合金密度小(4.4kg/dm3)重量轻，但其比强度却大于超高强度钢。
2) 热强性高。
钛合金的热稳定性好，在300～500℃条件下，其强度约比铝合金高10倍。
3) 化学活性大。
钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应，在表面形成TiC及TiN硬化层。
导热性差。
钛合金导热性差，钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃，导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。
刀具材料选用·足够的硬度。
刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。
·足够的强度和韧性。
由于刀具切削钛合金时承受很大的扭矩和切削力，因此必须有足够的强度和韧性。
·足够的耐磨性。
由于钛合金韧性好，加工时切削刃要锋利，因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力，这样才能减少加工硬化。
这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。
·刀具材料与钛合金亲合能力要差。
由于钛合金化学活性高，因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金，造成粘刀、烧刀现象。
经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行试验表明，采用高钴刀具效果理想，钴的主要作用能加强二次硬化效果，提高红硬性和热处理后的硬度，同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。
在选用可换式刀片时，要选用WSP 或WAK系列涂层（以WALT技术为参考），无涂层的也可以。
打磨时应选用锉刀等工具，并注意不能和其他重金属接触。
铣刀的几何参数钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。
·螺旋角β 选择较小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散热快，同时也减小切削加工过程中的切削抗力。
·前角γ 切削时刃口锋利，切削轻快，避免钛合金产生过多切削热，从而避免产生二次硬化。
·后角α 减小刀刃的磨损速度，有利于散热，耐用度也得到很大程度的提高。
切削参数选择钛合金机加工应选择较低的切削速度，适当大的进给量，合理的切深和精加工量，冷却要充分。
钛及钛合金的热处理
钛及钛合金的热处理 钛及钛合金通过程序控制技术和各种热处理工艺可获得不同特性的产品,表1～表4列出了工业纯钛及部分钛合金的热处理工艺。
表1 工业纯钛和部分钛合金的β相变温度合 金β相变温度℃,±15°υ,±25°工业纯钛,0125%O2最大9101675工业纯钛,014%O2最大9451735α或近α合金Ti25Al2215Sn10501925Ti28Al21Mo21V10401900Ti2215Cu(IM I230)8951645Ti26Al22Sn24Zr22Mo9951820Ti26Al25Zr2015Mo2012Si(IM I685)10201870Ti2515Al2315Sn23Zr21Nb2013Mo2013Si(IM I829)10151860Ti2518Al24Sn2315Zr2017Nb2015Mo2013Si(IM I834)10451915Ti26Al22Cb21Ta2018Mo10151860Ti2013Mo2018Ni(TiCode12)8801615α2β合金Ti26Al24V1000(a)1830(b) Ti26Al27Nb(IM I367)10101850Ti26Al26V22Sn(Cu+Fe)9451735Ti23Al2215V9351715Ti26Al22Sn24Zr26Mo9401720Ti24Al24Mo22Sn2015Si(IM I550)9751785Ti24Al24Mo24Sn2015Si(IM I550)10501920Ti25Al22Sn22Zr24Mo24Cr(Ti217)9001650Ti27Al24Mo10001840Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr20125Si9701780Ti28Mn800(c)1475(d)β或近β合金Ti213V211Cr23Al7201330Ti21115Mo26Zr2415Sn(βШ)7601400Ti23Al28V26Cr24Zr24Mo(βC)7951460Ti210V22Fe23Al8051480Ti215V23Al23Cr23Sn7601400 (a)±20℃,(b)±30υ,(c)±35℃,(d)±50υ。
钛合金热处理标准
钛合金热处理标准
钛合金热处理标准是为了确保钛合金材料在加工过程中获得最佳的性能和稳定性而制定的一系列规范。
这些标准通常包括退火、固溶和时效处理等工艺。
以下是关于钛合金热处理的一些基本概念：
1. 消除应力退火：
目的：为了消除或减少加工过程中产生的残余应力，防止在一些腐蚀环境中的化学侵蚀，并减少变形。
2. 完全退火：
目的：为了获得良好的韧性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和组织的稳定性。
3. 固溶处理和时效：
目的：对于α+β钛合金和含有少量α相的亚稳β钛合金，通过固溶处理和时效可以进一步强化合金，提高其强度。
α钛合金和稳定的β钛合金不能进行强化热处理，只能进行退火。
4. TC4钛合金热处理：
TC4钛合金主要以退火状态使用，但也可以采用固溶时效处理进行一定的强化。
需要注意的是，当透截面超过25mm时，一般不建议进行固溶时效处理。
TC4钛合金的相变温度（a+转变温度）为980~1010°C。
我国的钛工业起步较晚，但在发展过程中已经建立了相应的钛及钛合金体系。
钛合金热处理制度是在国外相关资料的基础上，结合我国实际热处理设备状况和经验制定的。
具体的国家标准如《钛及钛合金制件热处理》提供了详细的指导和规定。
纯钛及钛合金热加工性能参数
纯钛热加工性能参数1. 来料牌号及化学成分
4. 加热规范
板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，因此，从成材率、表面质量考虑，该扩散层的厚度越薄越好，为此，热轧带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下，尽可能低。
通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。
纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度
*
5. 轧制过程控制
热轧分为粗轧和精轧。
粗轧通常使用可逆式轧机，从厚板坯（80~300mm）的轧制到供精轧机
℃温度
/s的速度冷
二、钛合金（TC3、TC4）
密度ρ＝4.45g/cm3
弹性模量E＝1.13×105MPa
导热系数λ＝6.43Wm-1K-1
1常温力学性能
TC4合金的拉伸应力应变曲线
TC4室温压缩应力应变曲线
2热轧工艺条件
1）．加热规范
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
举例1：用可逆式四辊轧机将尺寸为240m m×1070mm×1600mm的TC4钛合金板坯轧制成厚度60mm 中板的典型压下规范如下表：。
钛及钛合金
钛在地壳中的含量约为1%。钛及其合金由于具有比强度高、耐热性好、耐蚀性能优 异等突出优点，自1952年正式作为结构材料使用以来发展极为迅速，目前在航空工业和 化工工业中得到了广泛的应用。但钛的化学性质十分活泼，因此钛及其合金的熔铸、焊 接和部分热处理均要在真空或惰性气体中进行，致使生产成本高，价格较其他金属材料 昂贵得多。
定元素含量的增加而提高。由于应用在较高温度时，淬火加时效后的 组织不如退火后的组织稳定，故多在退火状态下使用。
α+β 型钛合金的室温强度和塑性高于α 型钛合金，但焊接性能不 如 α钛合金，组织也不够稳定。α+β 型钛合金的生产工艺比较简单，
通过改变成分和选择热处理方式又能在很宽的范围内改变合金的性能，
2 钛合金
在钛中加入合金元素形成钛合金，可使工业纯钛的强度获得明显提高。钛合金与纯钛 一样，也具有同素异构转变，转变的温度随加入的合金元素的性质和含量而定。按其对钛 的同素异构转变温度影响的不同，加入的合金元素通常分为以下三类。 ➢ α 相稳定元素：扩大 α相区，使 α β 转变的温度升高的元素，如Al，O，N，C等。 ➢ β 相稳定元素：扩大 相区，使 β α 转变的温度降低的元素。根据该类元素与钛所形 成相图的不同，又将其细分为 β 同晶型元素（如Mo，V，Nb，Ta及稀土等）和 β 共析型 元素（如Cr，Fe，Mn，Cu，Si等）。 ➢ 中性元素：对相变温度影响不大的元素，如Zr，Sn等。
合金的性能，故该类元素是可热处理强化 钛合金中不可缺少的。
按退火状态下相组成的不同，钛合金 可分为α型钛合金、β型钛合金和 α+β 型钛 合 金 三 大 类 ， 分 别 以 “ TA ” “ TB ” 或 “TC” +顺序号表示其牌号。
工业纯钛及钛合金牌号
工业纯钛及钛合金牌号TA1/TA2TA1、TA2、TA3均为工业纯钛，它们具有较高的力学性能、优良的冲压性能，并可进行各种形式的焊接，焊接接头强度可达基体金属强度的90%，且切削加工性能良好。
这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增加的，故其机械强度和硬度也随之逐级增加，但塑性、韧性相应下降。
工业上常用的工业纯钛是TA2，因其耐蚀性能和综合力学性能适中。
对耐磨和强度要求较高时可采用TA3。
对要求较好的成型性能时可用TA1。
TA1、TA2在铁量ω为0.095%、氧含量ω为0.08%、氢含量ω为0. 0009%、氮含量ω为0.0062%时，具有很好的低温韧性和高的低温强度，可用作-253℃以下的低温结构材料。
化学成分：TA1含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.20,碳(C)≤0.08,氮(N)≤0.03,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.18 TA2含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.25 TC4钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(α+β)型钛合金。
●TC4 热膨胀系数：TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。
●TC4钛合金力学性能：抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25●TC4钛合金密度:4.5（g/cm3）工作温度-100～550（℃）●TC4钛合金化学成分:TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5～6.8,钒(V)3.5～4.5。
国内外医用钛及钛合金标准及性能
国内外医用钛及钛合金标准及性能发布时间：2010-4-17 10:20:42 中国废旧物资网一、钛在医学中的应用1、钛作为一种新兴的材料在我国及世界制药工业、手术器械、人体植入物等领域使用已有几十年的历史，并已取得了极大地成功。
2、人体内应外伤、肿瘤造成的骨、关节损伤，采用钛及钛合金可制造人工关节、接骨板和螺钉现已广泛用于临床。
还用于髋关节（包括股骨头）、膝关节、肘关节、掌指关节、指间关节、下頜骨、人造椎体（脊柱矫形器）、心脏起搏器外壳、人工心脏（心脏瓣膜）、人工种植牙、以及钛网在头盖骨整形等方面。
3、对于植入物材料的要求可以归为三个方面：材料与人体的生物相容性、材料在人体环境中的耐腐蚀性和材料的力学性能，作为长期植入材料有下列七项具体要求：①、耐蚀性 ;②、生物相容性；③、优越的力学性能和疲劳性能；④、韧性；⑤、低的弹性模量；⑥、在组合体中有好的耐磨性；⑦、令人满意的价格；4、外科植入物材料主要有：金属、聚合物、陶瓷等，金属材料又包括不锈钢、鈷基合金和钛基合金。
材料性能与骨性能的比较和植入物材料的特性比较见表一和表二。
从表二可以看出，不锈钢价格低廉，易于加工，但耐蚀性和生物相容性不如钛合金；鈷鉻合金的耐磨性比钛合金好，但密度较大，太重；钛及钛合金由于比强度高，生物相容性好及耐体液腐蚀性好等特点正日益受到重视。
钛合金的不足之处识是耐磨性差、难于铸造，加工性能也差。
二、国内外外科植入物用钛及钛合金加工材标准情况1、国外外科植入物用加工材标准纯钛：国际标准化组织 ISO 5832/2 1999E 《外科植入物－纯钛加工材》美国标准： ASTM F67 2006a 《外科植入物用纯钛》TC4: 国际标准化组织 ISO 5832/3 1996Z 《外科植入物－金属材料－ Ti-6Al-4V 加工材》ASTM F1472 2002 《外科植入物用 Ti-6Al-4V 合金加工材》TC4ELI: ASTM F136 2002a 《外科植入物用 Ti-6Al-4VELI （超低间隙）加工材规范》TC20: ISO 5832/11 I994(E) 《外科植入物－金属材料－ Ti-6Al-7Nb 合金加工材》ASTM F1295:2005 《外科植入物用 Ti-6Al-7Nb 合金加工材》2、中国国家标准①、《外科植入物用钛及钛合金加工材》中国国家标准为GB／Ｔ 13810-2007，牌号有： TA 1ELI 、 TA1 、TA2 、 TA3 、 TA4 、TC4、 TC4ELI 、 TC20.品种有：板材 0.8～25mm；棒材 7.0～90mm；丝材 1.0～ 7.0mm；GB\T13810-2007 标准中规定的各项性能指标：②、 GB／Ｔ 13810-2007 标准中，为了保证外科植入物用钛及钛合金加工材的综合性能(强度、塑性、韧性、硬度、抗疲劳等性能的合理匹配)，对两相钛合金的高倍金相组织和氢含量及其它间隙元素含量都有非常严格的要求和控制。
钛合金tc4材料参数
钛合金tc4材料参数钛合金TC4材料参数一、引言钛合金TC4是一种常用的钛合金材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
本文将对钛合金TC4的材料参数进行详细介绍。
二、材料成分钛合金TC4的成分主要包括钛（Titanium）、铝（Aluminum）、铁（Iron）和钒（Vanadium）。
其中，钛的质量分数占比约为90%，铝约为6%，铁约为0.3%，钒约为4%。
这些成分的合理配比使得钛合金TC4具有优异的综合性能。
三、力学性能钛合金TC4具有优异的力学性能，主要表现在以下几个方面：1. 强度：钛合金TC4的屈服强度为900 MPa，抗拉强度为1000 MPa，屈服强度和抗拉强度相对较高，使得该材料在承受高强度负荷时不易发生塑性变形或破坏。
2. 延伸率：钛合金TC4的延伸率约为10%，具有较好的塑性，能够在受力时发生一定程度的变形而不易断裂。
3. 硬度：钛合金TC4的硬度约为HB320，硬度适中，能够满足大多数应用场景的要求。
四、耐腐蚀性能钛合金TC4具有优异的耐腐蚀性能，能够在多种恶劣环境下长期使用而不发生腐蚀。
主要表现在以下几个方面：1. 高温腐蚀：钛合金TC4能够在高温环境下长期稳定工作，不易受到高温氧化或硫化等腐蚀。
2. 酸碱腐蚀：钛合金TC4对酸性和碱性介质具有较好的耐腐蚀性能，能够在酸碱环境下长期使用而不发生腐蚀。
3. 海水腐蚀：钛合金TC4在海水中也表现出良好的耐腐蚀性能，能够在海洋环境中长期使用而不受到海水腐蚀的影响。
五、热处理性能钛合金TC4具有良好的热处理性能，可以通过适当的热处理工艺改变其组织结构和性能。
常用的热处理方法包括固溶处理和时效处理。
固溶处理可以改善材料的塑性和韧性，而时效处理可以提高材料的强度和硬度。
六、应用领域钛合金TC4广泛应用于航空航天、船舶制造、化工、医疗器械等领域。
由于其良好的力学性能和耐腐蚀性能，钛合金TC4常被用于制造飞机、火箭、导弹等高强度、耐腐蚀的结构件。
钛及钛合金
2 纯钛
力学性能： 纯钛性能和纯铁相似，塑性好，延伸率可达50～60%，断面收缩 率可达70～80%，强度不太高（300MPa）。 纯钛力学性能与纯度有关：间隙杂质（氧、氮、碳）含量增加， 其强度升高，塑性陡降。 常温下钛为密排六方结构，与其他六方结构的金属(镉、锌、镁) 相比，钛的塑性要高得多。原因是：滑移模型和晶体中各晶面的层 错能有关，如层错能低，则有利于全位错分解为不全位错，以促 进滑移的继续进行；钛的层错能比基面小，原来在基面上进行滑 移的位错容易通过交滑移而转移到棱柱面上，并可发生分解，这 样基面上的滑移很快终止，而棱柱面上的滑移则发挥着主导作用。
氮、氧、碳都提高α+ β／β相变温度，扩大α相区，属α稳定 元素。均可提高强度，急剧降低塑性，其影响程度按氮、氧、碳 递减。为了保证合金的塑性和韧性，目前在工业钛合金中氢、氧、 氮、碳含量分别控制在0.015％、0.15％、0.05％，0.1％以下。低 温用钛及钛合金，由于氧、氮和碳提高塑－脆转化温度，应尽量 降低它们的含量，特别是氧含量。 微量铁和硅在固溶范围内与钛形成臵换固溶体，它们对钛的 性能影响没有间隙杂质元素那样强烈。作为杂质时，铁和硅的含 量分别要求小于0.3％和0.15％，但有时也作为合金元素加入。
β同晶元素：合金元素浓度超过α相极限溶解度时，将进入 α+β相区，此时合金元素优先溶于β相，因而β相具有更高的强 度和硬度，这样合金平均强度将随组织中β相所占比例增加而提高， 大约至α相和β相各占50％时强度达到峰值。再增加β相数量，强 度反而有所下降。强化作用按钼、钒、钽、铌次序递减。
2 纯钛 物理性能：
属ⅣB族元素，原子序数为22，原子量为47.9。 有两种同素异晶体，其转变温度为882.5℃。 低于882.5℃，为密排六方α-Ti： 点阵常数(20℃)为： a＝0.295111 nm，c＝0.468433nm，c／a=1.5873 882.5℃～熔点，为体心立方β-Ti：点阵常数在25℃时， a=0.3282nm；900 ℃时a=0.33065nm。 密度为4.5。钛的弹性模量低，只有铁的一半。 熔点1668℃，导电性较差（仅为铜的3.1%），导热系数（铁的六分之一） 和线胀系数（与玻璃的相近）均较低。 钛无磁性，在强磁场下也不会磁化，用钛制人造骨和关节植入人 体内不会受雷雨天气的影响。 钛阻尼性低，适宜做共振材料。 当温度低于0.49K时，钛呈现超导特性，经过适当合金化，超导 温度可提高到9～10K。
钛及钛合金全解
3 钛合金－分类、牌号 按组织类型分： α（用TA表示）：全α、近α和α+化合物合金 。以铝、锡、 锆为主要合金元素，在近α型钛合金中还添加少量β稳定化元 素，如钼、钒、钽、铌、钨、铜、硅等 β（用TB表示）：热力学稳定型β合金、亚稳定β型合金和 近β型合金 α＋β（用TC表示）：以Ti-Al为基再加适量β稳定元素 TA4 Ti-3Al TA7 Ti-5Al-2.5Sn TA8 Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr TC1 Ti-2Al-1.5Mn TC3 Ti-4Al-4V TC4 Ti-6Al-4V TC6 Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si TB2 Ti-5Mo-5V-3Cr-3Al
钛及钛合金
2 纯钛
⑴密度小，比强度高：钛密度为4.51g/cm3，约为钢或镍合金的一半。比强度 高于铝合金及高合金钢。 ⑵导热系数小：钛的导热系数小，是低碳钢的五分之一，铜的二十五分之一。 ⑶无磁性，无毒：钛是无磁性金属，在很大的磁场中不被磁化，无毒且与人体 组织及血液有很好的相容性。 ⑷抗阻尼性能强：钛受到机械振动及电振动后，与钢、铜相比，其自身振动衰 减时间最长。 ⑸耐热性佳：因熔点高，使得钛被列为耐高温金属。 ⑹耐低温：可在低温下保持良好的韧性及塑性，是低温容器的理想材料。 ⑺吸气性能高：钛的化学性质非常活泼，在高温下容易与碳、氢、氮及氧发生 反应。 ⑻耐蚀性佳：在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附著力强、 惰性大的氧化膜，保护钛基体不被腐蚀。
3 钛合金－合金化
与α和β均形成连续固 溶体相图： 锆、铪与钛同族， 有相同晶体结构和同素 异晶转变，与α-Ti及 β-Ti形成连续固溶体。
3 钛合金－合金化 与β-Ti无限互溶，与α-Ti有限溶解的相图： 钒、铌、钽、钼 都为体心立方结构，与β-Ti同晶，称为β 同晶元素。降低相变点，稳定β相。 组元达到一定浓度值后，高温β相可稳定 到室温，对应这一浓度值称为临界浓度Ck。 Ck反映合金元素稳定β相能力大小，其值越小 稳定β相能力就越大。稳定β相能力按钼、钒、 钽、铌次序递减。 加入这类元素的钛合金组织稳定性好， 不会发生共析转变或包析转变，同时能强化β 相，并保持良好的塑性。
钛及钛合金全解
2 纯钛
杂质元素对钛性能的影响 杂质元素主要有氧、氮、碳、氢、铁和硅。 前四种属间隙型元素，后二种属置换型元素，可以固溶在α相 或β相中，也可以化合物形式存在。 钛的硬度对间隙型杂质元素很敏感，杂质含量愈多，钛的硬 度就愈高。 综合考虑间隙元素对硬度的影响，引入氧当量：O当=O％+2N ％十0.67％。 氧当量和硬度的关系为： HV=65+310·O0.5当。
氮、氧、碳都提高α+ β／β相变温度，扩大α相区，属α稳定 元素。均可提高强度，急剧降低塑性，其影响程度按氮、氧、碳 递减。为了保证合金的塑性和韧性，目前在工业钛合金中氢、氧、 氮、碳含量分别控制在0.015％、0.15％、0.05％，0.1％以下。低 温用钛及钛合金，由于氧、氮和碳提高塑－脆转化温度，应尽量 降低它们的含量，特别是氧含量。 微量铁和硅在固溶范围内与钛形成置换固溶体，它们对钛的 性能影响没有间隙杂质元素那样强烈。作为杂质时，铁和硅的含 量分别要求小于0.3％和0.15％，但有时也作为合金元素加入。
2 纯钛 纯钛组织基本形态： 形变再结晶退火后，α相呈等轴状，称等轴α； β相区缓慢冷却，α相以集束片状形式沿β晶界和晶 内有规则的析出，此类形态称魏氏α； β相区快冷，则发生马氏体转变，马氏体形态与纯度 有关：高纯钛中呈锯齿状，工业纯钛中呈片状，两者均属板 条状马氏体。
钛合金热模锻工艺参数研究
钛合金热模锻工艺参数研究
钛合金热模锻工艺参数研究是指针对钛合金材料，在热模锻工艺过程中，研究不同参数对成形效果、力学性能和组织结构等方面的影响，以优化工艺参数，提高钛合金热模锻的质量和效率。
钛合金热模锻是指在高温条件下，将预热的钛合金坯料放置在锻模中，施加压力使其发生塑性变形，最终得到所需形状的零件。
研究钛合金热模锻工艺参数的目的是找到最佳的加热温度、锻造压力、保温时间和冷却速率等参数，以获得最佳的成形效果和力学性能。
钛合金热模锻工艺参数的研究可以包括以下方面：
1. 温度参数：包括加热温度和保温温度。
研究不同温度参数对钛合金的变形能力、晶粒生长和组织结构的影响。
2. 压力参数：包括锻压速率和锻造压力。
研究不同压力参数对钛合金的变形能力、密度和力学性能的影响。
3. 时间参数：包括保温时间和冷却速率。
研究不同时间参数对钛合金的晶粒尺寸、组织结构和残余应力的影响。
4. 锻造次数：钛合金热模锻可以进行多次锻造，研究不同锻造次数对钛合金的晶粒细化和力学性能的影响。
通过对这些工艺参数的研究，可以找到最佳的参数组合，以获
得高质量的钛合金热模锻件。
同时，这些研究结果也可以为工程实践提供参考，指导钛合金热模锻工艺的设计和优化。
纯钛和钛合金热加工性能参数
纯钛热加工性能参数1. 来料牌号及化学成分2.纯钛的物理性能熔点1668±4℃密度ρ＝4.5g/cm3弹性模量E＝1.17×105MPa、G＝0.44×105Mpa（约为钢的54%）导热系数λ＝19.3Wm-1K-1热膨胀系数10.2×10-6/℃（室温-700℃）泊松比υ＝0.333.常温下力学性能4. 加热规范板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，因此，从成材率、表面质量考虑，该扩散层的厚度越薄越好，为此，热轧带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下，尽可能低。
通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。
纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度5. 轧制过程控制热轧分为粗轧和精轧。
粗轧通常使用可逆式轧机，从厚板坯（80~300mm）的轧制到供精轧机轧制的板材厚度（25~40mm），需经5~7个道次的轧制。
纯钛的粗轧终轧温度为790℃。
精轧工序在6~7台串列式轧机进行，可将25~40mm 的板坯连续加工成钛带材（厚3~6mm），轧制速度可达300~600m/min。
轧制过程温度控制参数为：钛板坯在加热炉中加热到800~920℃，在910℃出炉；粗轧终轧温度为790℃，连续热轧时钛坯温度控制在650~800℃范围，终轧温度为670℃；在470~490℃温度范围进行卷取。
轧制后立即将钛带在输出辊道上用水冷或空冷的方法，以大于5~10℃/s的速度冷却，在低于500℃时卷取，以保证带卷材质均匀。
其它工艺要点有：严格控制初轧及连轧时各机架压下量和各机架上带材的温度；避免辊道对带材表面划伤；每轧3~4块清理一下辊道上的金属沾污；热轧带卷初始阶段，需要建立一个稳定的、大于4MPa/mm2的后张力，防止因带材卷乱或松卷引起划伤。
轧制温度对纯钛的单位压力的影响钛合金热加工性能参数二、钛合金（TC3、TC4）密度ρ＝4.45g/cm3弹性模量E＝1.13×105MPa导热系数λ＝6.43Wm-1K-11常温力学性能TC4合金的拉伸应力应变曲线TC4室温压缩应力应变曲线2热轧工艺条件1）．加热规范坯料轧制时的加热制度和终轧温度加热时间和速度：200mm厚的板坯通常加热时间为230-240分钟。
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纯钛热加工性能参数
1. 来料牌号及化学成分
注：合金牌号对应标准GB/T3620.1-2007
2.纯钛的物理性能
熔点1668±4℃
密度ρ＝4.5g/cm3
弹性模量E＝1.17×105MPa、G＝0.44×105Mpa（约为钢的54%）
导热系数λ＝19.3Wm-1K-1
热膨胀系数10.2×10-6/℃（室温-700℃）
泊松比υ＝0.33
3.常温下力学性能
4. 加热规范
板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，因此，从成材率、表面质量考虑，该扩散层的厚度越薄越好，为此，热轧
带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下，尽可能低。
通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。
纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度
5. 轧制过程控制
热轧分为粗轧和精轧。
粗轧通常使用可逆式轧机，从厚板坯（80~300mm）的轧制到供精轧机轧制的板材厚度（25~40mm），需经5~7个道次的轧制。
纯钛的粗轧终轧温度为790℃。
精轧工序在6~7台串列式轧机进行，可将25~40mm的板坯连续加工成钛带材（厚3~6mm），轧制速度可达300~600m/min。
轧制过程温度控制参数为：钛板坯在加热炉中加热到800~920℃，在910℃出炉；粗轧终轧温度为790℃，连续热轧时钛坯温度控制在650~800℃范围，终轧温度为670℃；在470~490℃温度范围进行卷取。
轧制后立即将钛带在输出辊道上用水冷或空冷的方法，以大于5~10℃/s的速度冷却，在低于500℃时卷取，以保证带卷材质均匀。
其它工艺要点有：严格控制初轧及连轧时各机架压下量和各机架上带材的温度；避免辊道对带材表面划伤；每轧3~4块清理一下辊道上的金属沾污；热轧带卷初始阶段，需要建立一个稳定的、大于4MPa/mm2的后张力，防止因带材卷乱或松卷引起划伤。
轧制温度对纯钛的单位压力的影响
钛合金热加工性能参数二、钛合金（TC3、TC4）
密度ρ＝4.45g/cm3
弹性模量E＝1.13×105MPa
导热系数λ＝6.43Wm-1K-1
1常温力学性能
TC4合金的拉伸应力应变曲线
TC4室温压缩应力应变曲线
2热轧工艺条件
1）．加热规范
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
加热时间和速度：200mm厚的板坯通常加热时间为230-240分钟。
炉内气氛：加热炉一般采用连续步进式加热炉。
加热前的坯料应在微氧化性气氛中均匀加热。
2）．压下制度
TC4合金的高温性能高温性能
轧制温度对合金的单位压力的影响
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
举例1：用可逆式四辊轧机将尺寸为240mm×1070mm×1600mm的TC4钛合金板坯轧制成厚度60mm中板的典型压下规范如下表：
举例2：TC3板坯热轧工艺参数
φ600/φ1380×1200mm四辊热轧机轧制钛板的轧制速度。