Ti-6Al-4V(TC4)及钛合金的性能

T i-6A l-4V(T C4) 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
铝
氮
*
钛
钒
比重
贝塔
电阻率
-418 °F
73.4 °F
986 °F
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
航
空
工业喷气发动机
在500℃以下具有高的屈服强度/
密度比和疲劳强度/密度比，良好
的热稳定性，优异的抗大气腐蚀
性能，可减轻结构质量
在500℃以下的部位使用：压气
盘、静叶片、动叶片、机壳、燃
烧室外壳、排气机构外壳、中心
体、喷气管等
机身在300℃以下，比强度高
防火壁、蒙皮、大梁、起浇架、
翼肋、隔框、紧固件、导管、舱
门、拉杆等
在常温及超低温下，比强度高，
高压容器、燃料贮箱、火箭发动
作热
好的脱氧剂和合金元素
其他工业医疗卫生
对人体体液有极好的耐蚀性，没有毒性，与
肌肉组织亲合性能良好好
做医疗器械及外科矫形材料，钛制牙、心
脏内瓣、隔膜、骨关节及固定螺钉、钛骨
头等
超高真空
有高的化学活性，能吸附氧、氮、氢、CO、
CO2、甲烷等气体
钛离子泵
电镀工业耐腐蚀、寿命长、传热快、加热效果好，对镀镍、镀铬（除氟化物镀铬外）、酸性和
产品无污染，可提高劳动生产率和减少维修费用氰化物镀铜、三氯化铁铜板腐蚀中作加热器、电镀槽子，网篮、挂具、薄膜蒸发器等
电站
高的耐蚀性，密度小、质量轻，良好的综合
力学性能和工艺性能，较高的热稳定性，线全钛凝汽器、冷凝器、管板、冷油管、蒸汽涡轮叶片等
机械仪表精密天平秤杆、表壳、光学仪器等
纺织工业亚漂机、亚漂罐中耐蚀零、部件
造纸工业泵、阀、管道、风机、搅拌器等
冷
却
方
式
—600 0
—
TA3 500-
600 15-60
680
-72
30-1
20
———
—
——
TA4 550-
650 15-60
700
-75
30-1
20
———
—
——
TA5 15-60 80030-1—————
550-650 -85
20 —
TA6 550-
650 15-12
750
-80
30-1
20
———
—
——
TA7 550-
650 15-12
750
-80
30-1
20
———
—
——
空
冷
—
—
空
冷
空
冷
650 0
20
0 540-580
空
冷
TC9 550-
650 30-24
600 60
900
-95
60-9
水冷
500-600
2-6
空
冷
TC1
550-
650 30-24
760 120
850
-90
60-9
水冷
500-600
4-12
空
冷
1.所有合金消除应力退火后一律采用空冷。

2.产品使用前的退火可采用：950℃/1h，空冷或水冷；最终退火可采用；870℃/30min+650℃/60min，空冷：TC9最终退火可采用：930℃/30min，空冷+530℃/360min,空冷。

钛的锻造加热温度
编号（α+β）
/β相变
点/℃
铸锭变形坯料成品
加
热
温
度
/℃
终锻
温度
/≮
℃
加
热
温
度
/℃
终
锻
温
度
/℃
加
热
温
度
/℃
终锻温度/≮℃
200 100 20
TA7
1000-102
0 115
0-1
200
900
105
0-1
100
850
980
-10
20
800
TB2 750 114
0-1
160
850
109
0-1
100
800
990
-10
10
800
TC1 910-930 100
0-1
020
750
900
-95
750
850
-88
750
TC2 920-940 100
0-1
020
800
900
-95
800
850
-90
750
TC3 960-970 110
0-1850
950
-10800
950
-97750
TA3
4 5 6
7 2
1
2
3
4 6 TC9
T
C
1
20℃密度γ/g/cm3 4.5 —4
.
4
3
4
.
4
4.
46
4.
81
4
.
5
5
4.
55
4
.
4
3
4.
45
4.
5 4.52
4
.
5
3
熔点/℃1668
-
- -
-
-
-
15
38
--
-
-
15
70
-
-
15
38
16
20--
-
-
-1 64 9 -1
64
-1
64
9
-1
65
20℃544
-
- -
-
-
-
54
54
-
-
--
-
-
-- --
--
-
-
100℃544
-
- -
-
5
8
6
54
54
5
7
4
--
-
-
67
8
50
2 544
5
4
5
4
8
5
6
5
5
5
7
5
2
8
-
-
20℃电阻率
ρ/10-6Ω·m 0.47
-
-
.
2
6
.
8
1.
38
1.
55
-
-
--
.
4
2
1.
60
1.
36 1.62
1
.
8
7
热导率
λ/W/（m·20℃16.33
1
.
4
-
-
7
.
5
4
8.
79
--
9
.
6
3
9.
63
8
.
3
7
5.
44
7.
95 7.54
-
-
K）7
100℃16.33 1
2
.
1
4
-
-
8
.
7
9
9.
63
12
.1
4
②
1
.
4
7
--
8
.
7
9
6.
70
8.
79 12.98
-
-
200℃16
.3
-
-
--
10
.0
10
.8
12
.5
11
.7
11
.3
10
.0
8.7
9
10.05 11.30 --
线胀系统
a1/(10-6/k ) 20-2
00℃
8.
6
-
-
9.
53
9
③
9.
4
9.
34
8.
6
8.
6
--
9.0
1
-- 8.90 9.73
20-3
00℃
9.
1
-
-
9.
87
9.
5
④
9.
5
9.
52
9.
1
9.
1
--
9.3
-- 9.27 9.97
20-4
00℃
9.
25
-
-
10
.0
10
.4
9.
54
9.
79
9.
6
9.
6
--
9.2
4
-- 9.64 10.15
8 ⑤
20-5 00℃9.
4
-
-
10
.0
9
10
.6
⑥
9.
68
9.
83
9.
6
9.
4
--
9.3
9
11.60
⑥
9.85 10.19
20-6 00℃9.
8
-
-
10
.2
8
10
.8
⑦
9.
86
9.
99
-- -- --
9.4
-- --
10.21
①450℃ ②80℃ ③100-200℃ ④200-300℃ ⑤300-400℃ ⑥400-500℃ ⑦500-600℃ ⑧490℃ ⑨575℃。