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TC4鈦合金成分設(shè)計(jì)與開發(fā)情況概述
發(fā)布時(shí)間：
2023-05-10
合金的成分從根本上決定了合金的性能，隨著現(xiàn)今對(duì)于材料性能要求的日益提高，以及材料設(shè)計(jì)概念的改變，人們對(duì)于 TC4 合金進(jìn)行了不同程度的成分優(yōu)化再設(shè)計(jì)，以期滿足不同的需求。
合金的成分從根本上決定了合金的性能，隨著現(xiàn)今對(duì)于材料性能要求的日益提高，以及材料設(shè)計(jì)概念的改變，人們對(duì)于 TC4 合金進(jìn)行了不同程度的成分優(yōu)化再設(shè)計(jì)，以期滿足不同的需求。
針對(duì) TC4 的成分優(yōu)化再設(shè)計(jì)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(fā)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(duì) TC4 改型的目的主要有兩個(gè)，一個(gè)是出于性能考慮，尤其是其動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。例如 Ti575 合金，相比于 TC4，該合金降低了 Al 當(dāng)量，提高了 Mo 當(dāng)量， 并加入了少量的 Si 來提高合金的強(qiáng)度。其抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度均高于 TC4，并且在抗拉強(qiáng)度 1200 MPa時(shí)，延伸率可達(dá)到 10.5% ，比強(qiáng)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(duì) TC4 改型的另一個(gè)目的在于降低成本。TImetaL CL4、ATI 425 都是在 TC4 的基礎(chǔ)上降低了 Al、V 的含量并加入一定量的 Fe 和 O 元素，在 強(qiáng)度的同時(shí)，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(dāng)量，通過犧牲材料的強(qiáng)度來提高其加工性能，該合金設(shè)計(jì)目的主要是為了部分取代 TC4，降低商用飛機(jī)用材的成本。Ti－54M 相比于 TC4，含有較低的 Al 當(dāng)量，并且加入了少量的 Mo、Fe 元素來降低 β 轉(zhuǎn)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(yōu)于 TC4 材料，可以顯著降低加工成本。
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