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            TC4鈦合金成分設計與開發情況概述

            發布時間:2023-08-21    作者:小編   
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            合金的成分從根本上決定了合金的性能,隨著現今對于材料性能要求的日益提高,以及材料設計概念的改變,人們對于 TC4 合金進行了不同程度的成分優化再設計,以期滿足不同的需求。

            針對 TC4 的成分優化再設計有很多,例如早期的 TImetaL 62S( Ti-6Al-2Fe-0.1Si) 、Ti8LC (Ti-Al-Fe-Mo) 、Ti12LC( Ti-Al-Fe-Mo) 等。近些年來也相繼發展了 TImetaL CL4( Ti-5Al-3V-0.6Fe-0.1O)、ATI 425( Ti-4Al-2.5V-1. 5Fe-0. 25O) 、Ti575( Ti-5.3Al-7.7V-0.5Si) 、Ti-54M( Ti-5Al-4V-0.75Mo-0.5Fe) 、Ti407( Ti-0.85Al-3. 7V-0.25Fe-0.25Si) 等一系列 TC4 改型鈦合金。

            針對 TC4 改型的目的主要有兩個,一個是出于性能考慮,尤其是其動態力學性能。例如 Ti575 合金,相比于 TC4,該合金降低了 Al 當量,提高了 Mo 當量, 并加入了少量的 Si 來提高合金的強度。其抗拉強度與屈服強度均高于 TC4,并且在抗拉強度 1200 MPa時,延伸率可達到 10.5% ,比強度比 TC4 高出 8% 。并且相比于 TC4 合金,該合金具有更好的疲勞性能和可鍛性。

            針對 TC4 改型的另一個目的在于降低成本。TImetaL CL4、ATI 425 都是在 TC4 的基礎上降低了 Al、V 的含量并加入一定量的 Fe 和 O 元素,在保證強度的同時,改善了 TC4 合金的冷加工性,從而降低了成本。Ti407 合金具有更低的 Al 當量,通過犧牲材料的強度來提高其加工性能,該合金設計目的主要是為了部分取代 TC4,降低商用飛機用材的成本。Ti-54M 相比于 TC4,含有較低的 Al 當量,并且加入了少量的 Mo、Fe 元素來降低 β 轉變溫度。該合金相比于 TC4,具有更好的加工性和成形性,其超塑成形能力優于 TC4 材料,可以顯著降低加工成本。


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