钛合金牌号及其性能

非合金钛

非合金钛通常包含99%-99.5%的钛,其余部分由铁和间隙性杂质元素氢,氮,碳和氧组成。非合金钛的微观结构由α相晶粒组成,可能有少量β相。一般而言,非合金级的钛价格便宜,并且比合金级的钛更容易制造,并且通常强度更高。

阿尔法和近阿尔法合金

钛合金只有包含诸如铝,锡和氧之类的α稳定剂,才具有完全α的结构。这些元素也可以作为固溶增强剂。典型的全α合金是Ti-5Al-2.5Sn。近α合金包括Ti-8Al-1Mo-1V,Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo。

阿尔法+贝塔合金α+β

这些合金同时包含α稳定剂和β稳定剂。可以对这些合金进行热处理,以形成一系列的微观结构。α-β合金具有中等的可热处理性和可焊接性,而α-β合金具有更高的淬透性,因此可以通过热处理在较厚的截面中进行全硬化,但较难于焊接。最重要的合金是Ti-6Al-4V。合金包括Ti-6Al-6V-2Sn和Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo。

Beta合金β

β合金包含β稳定剂与α稳定剂的平衡,该平衡足够高,可以在冷却时保留完整的β相微结构。与α-β合金相比,它们通常具有高强度,高韧性和改善的可成型性,可以提供引人注目的性能组合。但是,加工和材料成本通常很高。Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo是常用的β合金的一个例子。

钛1级:UNS R50250(ASTM B265 / ASTM B337 / ASTM B338 / ASTM B348)

商业纯等级1是表现出最大可成型性的最软,最易延展的等级之一。它具有出色的耐腐蚀性,可用于多种应用。这种等级的材料主要用于海洋和化学工业中,零件要经受非常恶劣的环境。该材料还用于制造用于阴极保护应用的阳极。

钛2级:UNS R50400(AMS 4902 / AMS 4941 / AMS 4942 / ASTM B265 / ASTM B337 / ASTM B338 / ASTM B348)

商业级纯2级比1级略强,但在大多数应用中同样耐腐蚀。2级对氧化或中性介质具有极高的抵抗力。对海水和氯化物污染的溶液具有出色的抵抗力。任何抗腐蚀材料中的最佳强度重量比。该等级是最常见的钛等级之一,用于热交换器,造纸工业的冷凝器管和漂白厂,海上石油安装供水管道。

钛3级:UNS R50550(AMS 4900 / ASTM B337 / ASTM B338)

与商业纯等级2相比,此CP3等级非合金等级提供了更高的机械性能,同时具有相似的延展性和可成型性。通常用于耐蚀性是化学生产组件,船舶和机身应用中主要设计因素的地方。

钛4级:AMS 4901 / AMS 4921 / ASTM B265 / ASTM B348

最高强度的纯钛合金。高氧,超高强度。等级4显示了所有非合金CP等级中最高的强度。它具有出色的耐腐蚀性以及良好的可成型性和可焊性。虽然轧机的可用性不是问题,但分销商的可用性受到限制,应在选择合金时加以考虑。主要用于液压和仪表油管。通常因其在各种化学过程设备以及船舶和机架应用中的耐腐蚀性而被选择。

钛5级:UNS R56400(AMS 4911 / AMS 4920 / AMS 4928 / ASTM B265)

Ti-6al-4v是最常用的钛级,其强度高;轻便和耐腐蚀性能使该牌号可用于许多应用。这种材料通常用于航空航天,航海,医学和化学加工行业。这种非磁性的α-β合金是钛行业的主力合金。该合金可进行完全热处理,截面尺寸最大为15mm,可在大约4000C(7500F)的温度下使用。由于它是最常用的合金,在熔化的所有合金等级中,有70%以上是Ti6Al4V的子等级,因此它的用途涵盖了许多航空航天机身和发动机组件,以及船舶,近海和电力领域的主要非航空航天应用特别是发电行业。

生物相容性:极好,尤其是在需要直接接触组织或骨骼的情况下。Ti-6Al-4V较差的剪切强度使其不适合用于骨螺钉或板。它还具有较差的表面磨损性能,并且在与自身和其他金属滑动接触时易于卡住。表面处理(例如氮化和氧化)可以改善表面磨损性能。

钛6级:5Al 2.5Sn UNS R52400(ASTM B265 / ASME SB-265 / AMS 4910 / AMS 4926)

5-2.5钛具有高温稳定性,强度,抗氧化性和抗蠕变性。

钛7级:UNS R52400(ASME SB-265 / ASME SB-348)

商业纯7级与2级非常相似,但含钯量。该含量使得该材料可以在非常低的温度下使用。应用领域是发电和化学处理。

钛8级:UNS R56320(ASTM B265 / AMS 4943 / AMS 4944 / AMS 4945)

Ti-3Al-2.4V具有出色的耐腐蚀性,可以在1级至4级的更高温度下使用。该等级在航空航天,医疗,船舶,汽车,运输和化学加工领域具有许多应用。

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