日本钛及钛合金板材的近况

曾泉浦

【期刊名称】《钛工业进展》

【年(卷),期】1993(000)002

【总页数】3页(P23-25)

【关键词】日本;钛合金;板材

【作者】曾泉浦

【作者单位】无

【正文语种】中文

【中图分类】工业技术

拉丝机，是将热处理整体化的连续型装置。将拉丝速度、加工面缩率、模具材质、润滑剂、热处理气氛、拉力控制等全部纳入最适合于 NiTi 合金的条件，这样可以加工制造高质量的 NiTi 合金超细丝。仅仅

加工 NiTi 合金的单纤丝，用途受到限制，为了更广泛的普及NiTi 丝产品，不只单钎线，还要开发铰线，金属网及精密小型弹簧等各种形

状的二次制品。 NiTi 合金丝或金属网，可在服装行业使用，由于网

的适合于人体体型等复杂形的造型。另外，利用超弹性不变形的特性，作为工业用网适用于各种过滤器。由于超细丝的热反应速度快，

可作为小型．螺线管、小型的家用电器、电子仪器、机械人等方面

的应用。 NiTi 合金具有形状记忆效应、超弹性、耐蚀性、防震性等

钛合金特性及加工办法

精心整理钛合金特性及加工方法钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展，近年来，钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11％。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。 1钛合金的切削加工性及普遍原则钛合金按金属组织分为a 相、b 相、a+b 相，分别以TA ，TB ，TC 表示其牌号和类型。我公司某新型发动 600 损严重。要保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快；切削深度可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度。加工时须加冷却液充分冷却。切削钛合金时吃刀抗力较大，故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形，所以切削夹紧力不能大，特别是在某些精加工工序时，必要时可使用一定的辅助支承。以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则，事实上，用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。 2钛合金切削加工的工艺措施

车削钛合金车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施：刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。较低的切削速度。适中的进给量。较深的切削深度。选用的具体参数见表1。表1车削钛合金参数表工序车刀前角go ° ° mm m/min mm mm/r 粗车56 精车56 铣削了3 此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点：相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。铣削速度宜低。尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀。刀尖应圆滑转接。大量使用切削液。为提高生产效率，可适当增加铣削深度与宽度，铣削深度一般粗加工为 1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。磨削磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著

BT20钛合金板材与铸件焊接

4 制造技术研究　ＢＴ２０钛合金板材与铸件焊接工艺　北京航星机器制造公司王志敏洪孝风曹文君文摘分析了ＢＴ２０钛合金板材和铸板的基本性能，根据设计要求，建立焊接接头的初步设计形式，并通过焊接工艺试验、力学性能试验、金相分析及相关验证试验等，确定了ＢＴ２０钛合金板材和铸件焊接接头的设计形式。主题词钛合金焊接接头设计焊接工艺１引言　随着钛合金材料在航空航天中的广泛应用，越来越多的钛合金结构件采用了焊接结构。某飞行器的结构件采用钛合金板材和锻件对接的焊接接头形式，为了改善该结构件的整体工艺性和质量，拟采用板材和铸件的对接接头代替板材对接的焊接接头形式。经过工艺攻关，得到了符合设计要求的焊接接头。２设计方案　２．１设计要求　为了满足结构件的使用要求，设计要求焊接接头的极限抗拉强度不低于837MPa ，接头弯曲角指标不小于30°，并能通过产品的相关试验验证。２．２板材化学成分和室温机械性能　本结构件采用的BT20钛合金为近a 钛合金，板材化学成分见表1，力学性能见表2。　表１板材化学成分　 Ti Al Mo Zr V H Fe 基 6.52 0.89 1.97 1.24 0.004 0.06 　表２板材室温力学性能　 d b /MPa d 5/% a/(°) 1080 12 =30° ２．３锻件和铸件的性能对比　标准规定的BT20钛合金锻件与BT20钛合金铸件材料性能对比见表3。由表3可见，锻件和铸件的抗拉强度基本相当，但锻件的延伸率d 5、断面收缩率?及冲击韧性A k 值要比铸件高一倍，因此锻件的塑性和韧性要比铸件好一些。表３锻件和铸件的力学性能对比　室温力学性能 d 5/% ?/% A k /kgf.m.cm -2 材料类别 s b / MPa 不小于 BT20锻件 931～1127 10 25 4 BT20铸件 882～1127 5 12 2.8 注：上表所列的是没有经过热等静压处理的BT20铸件室温力学性能。收稿日期：2004-12-03

航空发动机钛合金板材热成形加工技术

航空发动机钛合金板材热成形加工技术陈淳陆辰张东升（西安航空发动机（集团）有限公司冲压焊接厂，陕西）钛及钛合金板作为结构材料有很多优点，它具有强度大，比强度高，能耐多种介质的腐蚀的性能，钛的密度不到铁的60%，仅为4.5g/cm3。钛合金抗拉强度却与高强钢相近，σb 可达1470MPa，即比强度（强度/密度）大。比强度是评价航空及航天工业用材料的一个重要指标。目前钛合金被广泛应用于航空发动机制造领域中。航空发动机用钛合金主要驱动如下：①减重（替代钢和镍基超合金）；②使用温度（可替代铝合金、钢和镍基超合金）；③抗蚀性（可替代铝合金和低合金钢）。但钛及钛合金也存在不足。由于其拉伸强度和屈服强度比较接近，即屈服极限对强度极限的比值大，延伸率低，因而塑性变形区范围窄，稍有塑性变形便达到强度极限，发生破坏。此外钛的弹性模量小，回弹性大，钛板冷成形时硬化比较严重，摩擦系数大，与其它金属的亲和力强，成形中容易粘模、滑伤，其特点给冷成形带来了极大困难。 1、钛合金材料成形性能分析纯钛的塑性高，但强度低，因而限制了它在工业上的应用。为了获得要求的性能，在钛中添加不同的合金元素，得到各种不同牌号的钛合金。工业纯钛TA1、TA2、TA3的钛的弹性模量小，回弹性大，对压力加工特别是冷冲成形很不利。多以钛板制造350℃以下工作零件，如飞机蒙皮和隔热板等。钛合金TB1（Ti-3AI-8MO-11Cr）等β合金，可以强化到非常高的强度水平。这类合金的缺点是对杂元素敏感性高，组织不够稳定，不宜在高温下使用，另外，其冶金工艺也较一般合金复杂。良好，可以强化到较高的强度水平，约占和航空工业中使用的钛合金石70%以上。 2、热成形加工工艺为了改善材料的成形性能，一般在加工过程中要退火，以消除冷作硬化和应力。常常采用加热成形工艺以减少回弹，提高贴模效果。因为在一定的高温下状态下（≥550℃），屈强比及都减少了，延伸率显著增加，可进行钛合金板成形。 2．1电阻加热成形电阻加热就是利用钛及其合金板本身具有高电阻的特性，采用低电压大电流在钛板上直接通电。具体是在钛合金板两端，各焊接上一段不同于钛合金的金属工艺材料板片，然后在两端工艺板上接通电源，由于金属工艺板片与钛合金导电率不同而产生的电阻使钛板在几十秒内加热到成形温度，然后立即在常规的冲床等设备上用模具冲压成形。 2．1．1电阻加热成形不需要复杂特殊成形设备，工艺装备制造简单，制造周期短，可在常规的冲床、液压机或落锤等设备上用模具进行压制成形，需要增加的设备较简单，只要配备一台低电压装置作为加热源和一套夹持工件两端以便接通

钛及钛合金焊接工艺分析正式样本

文件编号：TP-AR-L8424 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本）编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 钛及钛合金焊接工艺分析正式样本

钛及钛合金焊接工艺分析正式样本使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，当前人们逐渐对钛合金焊接技术的应用重视起来。众所周知，钛和钛合金焊接工艺是我们在进行焊接工作中的重点焊接环节，因为钛的比强度相对较高，且钛的耐海水性以及耐低温性也比较高，与此同时，钛也具有无磁透声等和防抗击震动等优点。本文针对当前钛及钛合金焊接形状，对钛及钛合金具体焊接工艺进行详细分析和阐述，希望为我国焊接行业的发展贡献出一份力量。广义来讲，钛及钛合金是以建筑结构材料形式产生的，同时由于钛及钛合金密度小以及抗拉强度相对

较高等特点现已倍受青睐。而在300摄氏度到500摄氏度的高温状态下，钛合金金属材料仍具有足够高的强度，并且钛及钛合金具有优良抗腐蚀性，被多用于船只建造。钛及钛合金焊接工艺特点分析工业纯钛的抗拉强度普遍偏低，要想使得工业纯钛强度达到标准要求，就得对其进行合金元素施加，对工业纯钛进行不同种类元素和不同数量元素的施加会使工业纯钛产生三种不同类型的钛合金。其中，Ti-230材质的钛合金较为常用，一般加力燃烧室滚动轴承通常是由相应支撑环组件和加强环焊接组件共同构成。钛及钛合金焊接组织和钛及钛合金相关焊接缺陷详述 2.1.钛及钛合金焊接组织

Ti-6Al-4V(TC4)及钛合金的性能

. T i -6A l -4V (T C 4) Ti-6Al-4V(TC4)钛合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金[35]。表3-2 钛合金Ti-6Al-4V 成分钛合金 Ti6Al-4V 合金碳（最大） 0.10％铝 5.50至6.75％氮 0.05％氧气（最大） 0.020％其他，合计（最大） 0.40％ *其他，每个（最大）= 0.1％钛平衡钒 3.50至4.50％铁（最大） 0.40％氢（最大） 0.015％比重 0.160 弹性模量（E ）的 15.2 x 10 3 ksi? 贝塔Transus 1800 to 1850 °F? 液相线温度 2976 to 3046 °F 固相线温度 2900 to 2940 ° F 电阻率 -418 °F 902.5 ohm-cir-mil/ft? 73.4 °F 1053 ohm-cir-mil/ft? 986 °F 1143 ohm-cir-mil/ft? 典型的室温强度计算退火钛6Al-4V 的：极限承载强度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi ）压缩屈服强度825-895兆帕（120-130 ksi ）极限剪切强度480-690兆帕（70-100 ksi ） Ti-6Al-4V 的线膨胀系数只有8.8×10-6K-1. 钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3,抗拉强度σb=539MPa ，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。钛的应用应用领域材料的使用特性应用部位元素 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

我国钛及钛合金板材未来发展趋势

我国钛及钛合金板材未来发展趋势智研数据研究中心网讯：内容提要：随着我国石油、化工等行业对设备的要求越来越高，以及制造业整体水平的快速提升，加之国内需求拉动与国际产业转移的“双重动力”带动下，我国钛材制造业从中长期市场上看，将继续保持快速稳定增长的良好势头。钛板带材作为钛材的重要支柱，产量将会进一步扩大。生产企业要紧抓这一机遇，并逐渐向新产品新业务转移，获得更大的发展空间。内容选自智研数据研究中心发布的《2012-2016年中国钛行业运营态势及投资前景分析报告》近年来，我国钛材的需求量迅速增加，已成为继美国和欧洲之后的第三大钛产品消费国。另据相关统计数据分析目前整个钛及钛合金板带材市场应用情况，最大用户是石油化工领域，约占钛板带材消耗总量的60%，其他依次为航空航天领域，约占15%，体育用品行业占6%，海水淡化、核电领域占5%，舰船及海洋工程装备领域占5%，其它领域约占9%。 2007 年我国钛加工材产量为23 640 t，其中钛板材产量为10 552 t，占44. 6%;2008 年我国钛加工材产量为27 737 t，其中钛板材产量为14 707 t，占53%，比上年产量上升了39. 4%;2009 年我国钛加工材产量为24 965 t，其中板材产量为12 067 t; 保守估计2010 年我国钛加工材生产量将达到30 000 t，其中板材产量为16 000 t，板材产量的增长率远高于整个钛加工材的产量增长率。今后，国内各应用领域对钛材需求仍将持续快速增加，继续保持两位数增长态势。我国的大飞机计划、嫦娥登月计划、太空站计划、核电发展计划以及国家“十二五”发展规划对新型能源开发、高端装备制造业扶持与鼓励，这些为钛板带材提供了前所未有的发展空间和历史契机，同时又对钛板带材提出了更高的要求。具体表现在: ①在品种方面，对钛带及焊管用薄钛板带需求增大; ②在规格方面，对于宽幅厚钛板( 宽2 000 ～2 500 mm，厚4 ～10 mm) 、宽幅薄钛板( 宽 1 000 ～1 500 mm，厚0. 4 ～3. 5 mm) 及10 ～70 mm 厚的宽幅( 2 400 mm 以上) 厚钛板材的需求日趋增长，而目前我国大部分的钛板生产企业，其装备能力无法满足这些超大、超厚规格的要求，因此未来的两年内，宽幅、超厚钛板材的市场前景良好; ③在化学成分方面，要求均匀化，且铁、氧等杂质含量控制范围窄幅化; ④表面光洁，组织细小均匀，力学性能优异，可满足航空航天、石油化工和核电等行业的苛刻要求。

钛及钛合金牌号和化学成分汇总

《钛及钛合金牌号和化学成分》(2009/11/30 15:05) （引用地址：未提供）目录：行业知识浏览字体：大中小《钛及钛合金牌号和化学成分》目前，金属钛生产的工业方法是可劳尔法，产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭，再加工而成钛材。按此，从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为：钛矿->采矿->选矿->太精矿->富集->富钛料->氯化->粗 TiCl4->精制->纯TiCl4->镁还原->海绵钛->熔铸->钛锭->加工->钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石，则不必经过富集，可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外，熔铸作业应属冶金工艺，但有时也归入加工工艺。上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品，也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。

钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大；常温塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点，塑性加工较钢、铜困难。故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点。钛采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能够大批量生产，但成材率低，加工过程中产生大量废屑残料。钛材生产的原则流程如图1—1。针对钛塑性加工的上述缺点，近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同，只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、小尺寸的零件，特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理，成材率高，既可充分利用钛废料作原料，又可以降低生产成本，但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)->筛分->混合->压制成形->烧结->辅助加工->钛制品。

Ti-6Al-4V(TC4)及钛合金的性能

Ti-6Al-4V(TC4) Ti-6Al-4V(TC4)钛合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金[35]。表3-2 钛合金Ti-6Al-4V 成分钛合金Ti6Al-4V 合金碳（最大） 0.10％铝 5.50至6.75％氮 0.05％氧气（最大） 0.020％其他，合计（最大） 0.40％ *其他，每个（最大）= 0.1％钛平衡钒 3.50至4.50％铁（最大） 0.40％氢（最大） 0.015％比重 0.160 弹性模量（E ）的 15.2 x 10 3 ksi? 贝塔Transus 1800 to 1850 °F? 液相线温度 2976 to 3046 °F 固相线温度 2900 to 2940 ° F 电阻率 -418 °F 902.5 ohm-cir-mil/ft? 73.4 °F 1053 ohm-cir-mil/ft? 986 °F 1143 ohm-cir-mil/ft? 典型的室温强度计算退火钛6Al-4V 的：极限承载强度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi ）压缩屈服强度825-895兆帕（120-130 ksi ）极限剪切强度480-690兆帕（70-100 ksi ） Ti-6Al-4V 的线膨胀系数只有8.8×10-6K-1. 钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3,抗拉强度σb=539MPa ，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa ，硬度HB195。钛的应用元素 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

钛及钛合金的分类

钛及钛合金的分类市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类：一.工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882℃为a晶型，原子结构呈密排六方晶格，从882℃至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。工业纯钛在金相组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。由于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。基本上是沿着晶界分布。工业纯钛按GB/T3620.1—2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2—TA4每个类型的各有两个，它们的差别就是纯度的不同。从表中我们可以看出，从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙元素的缩写，也就是高纯度的意思。由于Fe，C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的，它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响，C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和脆化。这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质量。要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。在标准中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准（我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很多老标准都是沿袭前苏联的），特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。这个新标准主要是参照ISO（国际标准）外科植入物和美国ASTM材料标准（B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准）。并且与ISO和美国的ASTM标准相对应，例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照，也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。表1 钛及钛合金牌号和化学成分

钛合金的特性

钛合金的特性钛合金具有电、磁、声、光、热等方面的特殊性质，或在其他作用下表面处理特殊功能的材料。 1、密度小，比强度高金属钛的密度为 4.51g/cm3，高于铝和镁，而低于钢、铜、镍，但比强度高于铝合金和高强合金钢。 2、弹性模量低钛的弹性模量在常温时为106.4GPa，为钢的57%，而且与人体骨骼的弹性模量接近。3、导热系数小金属钛的导热系数小，是低碳钢的1/5，铜的1/25。 4、抗拉强度与其屈服强度接近钛的这一性能能说明了其屈强比高，表示了金属钛材料在成型时塑性变形差。由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大，使钛成型时的回弹能力大。、 5、无磁性、无毒性钛是无磁性金属，在很大的磁场中也不会被磁化，无毒且与人体组织及血液有好的相容性，所以被医疗界所采用。 6、抗阻尼性能强金属钛收到机械振动、电振动后，与钢、铜金属相比，其自身振动衰减时间最长。利用钛的这一性能可做音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等。 7、耐热性好新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用。 8、耐低温性能好钛合金TA7，TC4和半TA18等为代表的低温钛合金，其强度随温度的降低而提高，但塑性变化却不大。在-196℃~253℃低温下保持较好的延展性及韧性，避免了金属冷脆性，是低温容器和存储等设备的理想材料。 9、吸气性能钛是一种化学性质非常活泼的金属，在高温下可与许多元素和化合物发生反应。钛的吸气性主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。 10、耐腐蚀性能钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介子中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介子中很稳定，如钛在氧化性、中性和弱还原性等介子中式耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧介子中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械膜层也会很快自愈或重新再生。“卡乐钛制品”经营产品有： 1、建筑装饰用纯色抛光钛板、双色拼接钛板、炫彩钛板、各种花纹彩色钛及钛合金装饰板；蚀刻钛板，精雕各种花纹图像，支持定制。 2、金属钛装饰品有彩色钛壁画与壁饰、各色彩色钛制器皿与餐具、金属钛首饰； 3、定制高端金属钛制名片、标牌、挂牌等； 4、钛及钛合金制品表面抛光、着色、硬化处理代加工服务。

钛及钛合金的分类修订稿

钛及钛合金的分类 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

钛及钛合金的分类市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类：一.工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882℃为a晶型，原子结构呈密排六方晶格，从882℃至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。工业纯钛在金相组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。由于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。基本上是沿着晶界分布。工业纯钛按GB/—2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2—TA4每个类型的各有两个，它们的差别就是纯度的不同。从表中我们可以看出，从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙元素的缩写，也就是高纯度的意思。由于Fe，C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的，它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响，C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和脆化。这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质量。要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。在标准中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准（我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很多老标准都是沿袭前苏联的），特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。这个新标准主要是参照ISO（国际标准）外科植入物和美国ASTM材料标准（B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七

纯钛及钛合金热加工性能全参数

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

钛合金特性和加工

合金元素钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。 [编辑本段] 钛合金的分类钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（itanium alloys）。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB 表示。 α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。 β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 α+β钛合金它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。

钛及钛合金薄板、带材和板材AMST9046MIL-T-9046J

宇航材料规范AMS-T-9046 1999年7月发布钛及钛合金薄板、带材和板材通告本文件直接取自美国军用标准MIL－T－9046J（第二版），而且为使其与美国汽车工程师协会（SAE）技术标准的出版要求一致，仅进行了局部编辑和格式上的修改。本文件的原始版本被指定用于代替MIL-T －9046J (第二版)。原始规范所建立的各部分的编号不变。原始的军用规范作为一个美国汽车工程师协会（SAE）的标准在美国汽车工程师协会（SAE）技术标准委员会（TSB）章程以及与促进政府规范和标准的接受有关的细则（TSB 001）下被接受TSB章程规定，（a）未经SAE委员会表决同意不能修改的政府规范或标准的部分出版物及（b）当前政府规范或标准的使用格式。据美国国防部的政策和程序（措施），对于国防部（DOD）的和同，任何限制条件和相关的产品目录均属强制性的。涉及合格产品目录（QPLs）的任何要求都未被SAE接受，且不够成本SAE技术文件的一部分。 1范围 1.1范围本规范适用于航空质量级钛及钛合金薄板、带材和板材。 1.2 分类产品规定了下述化学成分和状态（见6.2.1，6.5和表1和9）工业级纯钛（CP） 1

1/ 1.0KSI=1000Psi 2/ 2适用文件在邀请报价或提出要求生效之日已出版的下列出版物，构成本技术条件的一部分。 2.1 美国政府出版物可从DODSSP获得，地址：Subscription Services Desk. Building 4D 700Robbins Avenue Philadelphia PA 19111-5094 MIL-H-81200－钛及钛合金热处理 FED-STD-151－金属试验方法。 MIL-STD-105－取样工艺和性能检验表。 MIL-STD- 129－装运和储存标记 MIL-STD- 163－准备装运和储存的钢材轧制品 MIL-STD- 410－无损检验人员的资格和证书。涡流，液体渗透，磁粉颗粒、射线照相、超声 2..2 美国汽车工程师协会（SAE）出版物可向美国机动车工程师学会索取。地址：400Commonweal th Drive, Warrendale PA 15096-0001 AMS 2242－耐腐蚀、耐热钢、铁基合金薄板和带材及板材以及钛及钛合金薄板、带材和板材的公差。 AMS 2249 钛及钛合金化学成分分析误差范围。 AMS 2631 钛合金超声检验 ARP982 将形变可热处理钛合金的应力腐蚀减至最小程度。 2.3 美国试验和材料协会（ASTM）出版物可以美国试验和材料协会（ASTM）获得，地址：100 Barr Harbor Drive West Conshohocken PA 19428-2959 ASTM A 480－对平轧不锈钢、耐热钢板和薄板及带材的一般要求。 ASTM E8－金属材料拉伸试验 ASTM E120 －钛及钛合金的化学分析 ASTM E 146－锆及锆合金化学分析 ASTM E290－金属材料塑性半导弯曲试验 2

钛及钛合金牌号和化学成分汇总

(2009/11/30 15:05) 《钛及钛合金牌号和化学成分》(引用地址：未提供) ★阿里同摘目录：行业知识小浏览字体：大中《钛及钛合金牌号和化学成分》目前，金属钛生产的工业方法是可劳尔法，产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭，再加工而成钛材。按此，从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为：钛矿-＞采矿-＞选矿-＞太精矿-＞富集-＞富钛料-＞氯化-＞粗TiCI4-＞精制-＞纯TiCI4-＞镁还原-＞海绵钛-＞熔铸-＞钛锭-＞加工-＞钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石，则不必经过富集，可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外，熔铸作业应属冶金工艺，但有时也归入加工工艺。上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品，也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。. 钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大；常温塑性差、屈服极限和强度极限比值咼、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点，塑性加工较钢、铜困难。

故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点钛采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能够大批量生产，但成材率低，加工过程中产生大量废屑残料。钛材生产的原则流程如图1—1。针对钛塑性加工的上述缺点，近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同，只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、小尺寸的零件，特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理，成材率高，既可充分利用钛废料作原料，又可以降低生产成本，但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)-＞筛分-＞混合-＞压制成形-＞烧结-＞辅助加工-＞钛制品。钛材生产的原则流程钛材除了纯钛外，目前世界上已经生产出近30 种牌号的钛合金。使用最广泛的钛合金是Ti-6AI-4V, Ti-5AI— 2.5Sn等医用钛标准(2008/05/29 23:54) 外科植入物用钛及钛合金加工材执行标准GB/T 13810—1997 1 范围本标准规定了外科植入物用钛及钛合金加工材的技术要求、试验方法、检验规则标志、包装、运输、储存。

钛及钛合金力学性能

钛及钛合金力学性能，物理性能，以及相关介绍等一。以下是个人对外六角螺栓和内六角螺栓使用情况的一点小总结，请参考俺的个人观点： 1。内六角的螺栓,适用于结构空间小,或者要求上平面是平面的情况下。结构空间小，活动扳手占空间大,所以不能用，只能使用内六角螺栓，方便装卸。产品要求安装后上平面是平面的情况下，主要适用于精密仪器/设备，一些设备要求安装后平面度的，或者要求整体产品外观良好，或者要求产品安装后上平面必须平，以此来避免挡碍的情况下需要使用内六角螺栓。 2。其他情况下，均建议用外六角螺栓。 3。从成本上考虑，用外六角螺栓，从外观效果上考虑，用内六角螺栓。 4。我们单位一般情况下，将内六角螺栓翻译为内六角螺钉，呵呵，请大家参考，也就是说一般意义上的内六角螺栓=内六角螺钉。当然，德标DIN和ISO 的标准正规些。现在市场上的该类紧固件都在努力向DIN和ISO标准上靠拢。二。钛及钛合金钛及钛合金是导弹上重要结构材料之一。钛的密度为.507g/cm3,介于铝、铁之间。钛的熔点为1668℃比铁的熔点还高，能在高温下工作，耐热性能远超过铝。钛在含氧环境中易形成一层薄而坚固的氧化物薄膜。这层膜和基体结合牢固致密，破坏后还能自愈合，从而起到保护作用。 a.型钛合金

这类合金不能通过热处理强化，一般在退火状态下应用。它的特点是具有良好的耐热性和组织稳定性，低温性能优于其它类型钛合金。缺点是对变形抗力大，常温下强度不够高。这类合金的牌号有TA1，…，TA7，TA8，其中TA1～TA3为工业纯钛； TA4，TA5，TA6属Ti-Al二元合金；TA4用作焊丝；TA5、TA6可用于一般结构件或耐蚀结构件；TA7是常用的典型型合金。 b.型钛合金这类合金可通过淬火和时效得到强化，其优点是固溶处理状态下塑性很好，易加工成形，在时效状态下强度高。缺点是弹性模量低，耐热性差，焊接性能差，低温塑性不如型合金。常用牌号为TB2，它可用于整体式固体火箭—冲压发动机的燃气发生器。 c.（+）型钛合金这类合金的中国产品的牌号有TC1，…，TC4，…，TC10等品种，其中TC1和TC2为低强钛合金，TC3、TC4为中强钛合金，TC10属高强钛合金，TC6，TC9和TC11则属高强耐热钛合金。这类合金兼备钛合金和钛合金的优点。导弹上使用最多的是TC4（Ti-6Al-4V）钛合金，导弹上广泛的采用TC4钛合金制作高压气瓶，受力较大的杆式焊接支架，舵轴以及在较高热环境下工作的结构件，也可用作固体发动机壳体，压气机盘，叶片等。 (3)结构复合材料复合材料是由两种或两种以上的性状不同的材料经选择、设计、成型而得到的一种宏观多相新材料。其组分可包括金属、非金属等各种材料，按作用又可分为基体材料和增强材料两部分。三。钛及钛合金力学性能牌号室温力学性能，不小于高温力学性能，不小于抗拉强度σbMPa屈服强度σ0.2

行业标准《餐饮器具用钛及钛合金板带材》(送审稿)编制说明

餐饮器具用钛及钛合金板带材（YS/ T××××-20××）编制说明（送审稿） 2020年5月

《餐饮器具用钛及钛合金板带材》编制说明（送审稿）一、工作简况 1.1 项目背景金属钛，是世界公认的健康无毒元素，是唯一对人的植物神经和味觉神经没有任何影响的金属，因其具有比强度大、耐腐蚀、不溶出性、抑菌优良以及生物相容性好等诸多优点，用钛材制成的餐饮器具，使用起来具有轻盈便捷、加热迅速、永不腐蚀、绿色健康等优势。基于这种认识，市场逐步涌现出用钛替代不锈钢或其他金属制作成餐饮器具的企业，而且这个市场在持续扩大，产品种类也日渐丰富，钛水杯、钛锅具、钛电饭锅、钛制儿童餐具、户外用品、钛制小家电等，但我国《钛及钛合金板材》国家标准中并没有涉及作为接触食品用钛材的规定，也没有提出重金属迁移量的要求，因此《餐饮器具用钛及钛合金板带材》行业标准的制定十分必要，能够有效规范并推动钛制品行业的有序、健康、快速发展。 1.2 任务来源根据工信部《工业和信息化部办公厅关于印发2018年第四批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科〔2018〕73号）的要求，由西部金属材料股份有限公司负责起草《餐饮器具用钛及钛合金板带材》行业标准，西安庄信新材料科技有限公司、西安西材三川智能制造有限公司、西部钛业有限责任公司、宝钛集团有限公司、湖南湘投金天钛金属股份有限公司参加起草，项目计划编号： 2018-2069T-YS，计划完成年限为2020年。 1.3 标准项目编制组情况 1.3.1 标准项目编制组企业名单本标准负责起草单位：西部金属材料股份有限公司、西安庄信新材料科技有限公司、西安西材三川智能制造有限公司、西部钛业有限责任公司、宝钛集团有限公司、湖南湘投金天钛金属股份有限公司。本标准主要起草人：郭磊、侯军涛、黄张洪、孙旭东、杨延安、杨永福、李长亮、杨亚社、胡志杰、马忠贤、刘正乔。

一种钛合金板材冲压成形工艺

权利要求书 1、一种钛合金板材冲压成形工艺，其特征在于：（1）将需要进行冲压成形的TC4钛合金薄板毛坯，表面涂覆钛合金专用玻璃防护剂，放置于加热炉中进行（850～880）℃加热，时间为（6～8）min；（2）将成形模具安装在普通冲床上，冲压成形前模具预热（500～650）℃，然后将加热的毛坯快速地放入模具中进行冲压成形。 2、根据权利要求1所述一种钛合金板材冲压成形工艺，其特征在于：所述的钛合金毛坯加热温度为（850～880）℃，加热时间为（6～8）min。 3、根据权利要求1所述一种钛合金板材冲压成形工艺，其特征在于：所述的模具预热温度为（500～650）℃。 4、根据权利要求1所述一种钛合金板材冲压成形工艺，其特征在于：所述的表面涂覆钛合金专用玻璃防护剂为FR5。

技术领域本发明涉及一种钛合金板材冲压加工工艺制造方法，特别适用于厚度1mm左右的薄壁TC4钛合金板材进行弯形、拉深等的冲压成形工艺。背景技术钛合金板材成形一直是国内外新材料、新工艺的一个研究课题。因为钛合金要变形时容易开裂，在冷态下根本不可能进行，只能在热态下加工成形。但是，加热成形又给设备、模具材料和结构、生产流程等带来较高的要求和问题。二十世纪末钛合金应用发展迅速。钛合金以在航空航天中的应用为主，美国及欧洲在F-22、阵风、欧洲2000等飞机大量采用了钛合金，其中钛合金超塑性成形/扩散连接技术不仅就用于制造口盖、舱门，而且用于前缘缝翼、鸭翼和减速板等。我国先进的飞机腹鳍、口盖和发动机整流叶片及先进的导弹弹体部件也采用了钛合金薄壁结构。尽管国内在钛合金的超塑成形、热成形技术和化铣技术等有了长足的进展，但大多数的钛合金零件还是以机械加工为主的，而采用板材冲压成形的零件较少，且以热蠕变成形工艺为主，需要专用的热蠕变成形机，价格昂贵，成本较高。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种钛合金板材冲压成形工艺，解决TC4等钛合金板材通过热蠕变成形机所需价格昂贵、成本较高的问题。为了实现解决上述问题的目的，本发明采用了如下技术方案：本发明的一种钛合金板材冲压成形工艺，包括：（1）将需要进行冲压成形的TC4钛合金板材毛坯，表面涂覆钛合金专用玻璃防护剂，放置于加热炉中进行（850～880）℃加热，时间为（6～8）min；（2）将成形模具安装在普通冲床上，冲压成形前模具预热（500～650）℃，然后将加热的毛坯快速地放入模具中进行冲压成形。附图说明图1是钛合金板材成形支臂产品示意图。图2是钛合金板材成形模具示意图。图2中，1、上模，2、定位销，3、钛合金毛坯，4、下模。模具安装在通用冲床上，成形时加热好的钛合金毛坯放入下模型腔内，启动冲床使上下模合模挤压毛坯成形为零件。图1

钛合金加工性能

一，钛合金大类综述钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。钛合金性能特点： ①使用温度高，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作。②钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。③钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。二，典型牌号分析三，难加工原因钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。 ①，变形系数小：这是钛合金切削加工的显著特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。 ②，切削温度高：由于钛合金的导热系数很小，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。 ③，单位面积上的切削力大：主切削力比切钢时约小20%，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。因此，要求工艺系统应具有较好的刚性。 ④，冷硬现象严重：由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。 ⑤，刀具易磨损：毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。四，拟采取的措施 1，刀具材料切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发，选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料，YG类硬质合金比较合适。常用的硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。2，刀具几何参数