TC4ELI钛合金的化学成分及力学性能

时间:2019-09-21 10:57
1、钛合金是以钛元素为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:钛是同素异构体,熔点为1668℃,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,使其相变温度及组分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。
2、钛合金的化学成分
合金
牌号
名义化
学成分
化学成分,%
主要成分
杂质,不大于
Ti
Al
Sn
Mo
V
Cr
Fe
Mn
Cu
Si
Fe
C
N
H
O
其他元素
单一
总和
TC1
Ti-2Al-1.5Mn
1.0~2.5
         
0.7~2.0
   
0.30
0.08
0.05
0.012
0.15
0.10
0.40
TC2
Ti-4Al-1.5Mn
3.5~5.0
         
0.8~2.0
   
0.30
0.08
0.05
0.012
0.15
0.10
0.40
TC3
Ti-5Al-4V
4.5~6.0
   
3.5~4.5
         
0.30
0.08
0.05
0.015
0.15
0.10
0.40
TC4
Ti-6Al-4V
5.5~6.8
   
3.5~4.5
         
0.30
0.08
0.05
0.015
0.20
0.10
0.40
TC4ELI
Ti-6Al-4VELI
5.5~6.5
   
3.5~4.5
         
0.25
0.08
0.03
0.0125
0.13
0.10
0.30
TC6
Ti-6Al-1.5Cr-
2.5Mo-0.5Fe-0.3Si
余量
5.5~7.0
 
2.0~3.0
 
0.8~
2.3
0.2~
0.7
   
0.15~
0.40
-
0.08
0.05
0.015
0.18
0.10
0.40
TC8
Ti-6.5Al-3.5Mo
-0.25Si
余量
5.8~6.8
 
2.8~3.8
         
0.2~
0.35
0.40
0.08
0.05
0.015
0.15
0.10
0.40
TC9
Ti-6.5Al-3.5Mo
-2.5Sn-0.3Si
余量
5.8~6.8
1.8~
2.8
2.8~3.8
         
0.2~
0.4
0.40
0.08
0.05
0.015
0.15
0.10
0.40
TC10
Ti-6Al-6V-2Sn
-0.5Cu-0.5Fe
余量
5.5~6.5
1.5~
2.5
 
5.5~
6.5
 
0.35
~1.0
 
0.35~
1.0
 
-
0.08
0.04
0.015
0.20
0.10
0.40
3、概述
线膨胀系数=7.89*10-6℃,比热=0.612cal/g·℃。钛合金的弹性模量较低。TC4的弹性模量E=110GPa,约为钢的1/2,故钛合金加工时容易产生变形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)钛合金,采用两种注入方案进行表面改性,试验表明,钛合金经离子注入后,提高了显微硬度,显著地降低了滑动摩擦系数,有效地提高了耐磨性.为探明其改性机理,对注入与未注入样品进行了X射线光电子能谱(XPS)分析,获得满意的结果.
4、试件制备及注入条件
TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38
注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28
未注入 3133 0
TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36
注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30
从表1看出,离子注入后,试件的显微硬度都有不同程度的提高,其中TC4钛合金注入(N+ +N+2)混合束后硬度约提高1.4倍. 
●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:
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
钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V,属于(α+β)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。比强度大。TC4的强度sb=1.012GPa,密度g=4.4*103,比强度sb/g=23.5,而合金钢的比强度sb/g小于18。 钛合金热导率低。 钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10,TC4的热导率l=7.955W/m·K。

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