纯钛及钛合金热加工性能参数
ta32钛合金标准
TA32钛合金是一种广泛应用的钛合金，具有优良的机械性能和耐腐蚀性。
以下是对TA32钛合金标准的详细描述：
一、化学成分
TA32钛合金的化学成分主要包括钛、铝、钒、铁等元素。
具体的成分范围如下：
1、钛（Ti）：余量
2、铝（Al）：4.0-6.0
3、钒（V）：3.0-5.0
4、铁（Fe）：≤0.3
二、机械性能
1. 拉伸强度：≥890 MPa
2. 屈服强度：≥840 MPa
3. 伸长率：≥10%
4. 断面收缩率：≥25%
5. 硬度：≤241 HV
三、耐腐蚀性
TA32钛合金具有良好的耐腐蚀性，可在多种腐蚀环境中使用，如氧化、硫化、氯化等。
其耐腐蚀性主要得益于钛元素本身的高化学稳定性和表面形成的钝化膜。
四、工艺性能
TA32钛合金的工艺性能良好，可进行焊接、锻造、轧制等多种加工工艺。
此外，该合金还具有良好的热处理性能和铸造性能。
五、应用领域
TA32钛合金广泛应用于航空航天、石油化工、医疗器械、体育用品等领域。
由于其优良的耐腐蚀性和机械性能，TA32钛合金成为许多高要求场合的首选材料。
总结，TA32钛合金作为一种优质的金属材料，其标准涵盖了化学成分、机械性能、耐腐蚀性、工艺性能和应用领域等方面的要求。
了解并遵守这些标准对于确保材料的质量和使用安全性至关重要。
国内外医用钛及钛合金标准及性能
国内外医用钛及钛合金标准及性能发布时间：2010-4-17 10:20:42 中国废旧物资网一、钛在医学中的应用1、钛作为一种新兴的材料在我国及世界制药工业、手术器械、人体植入物等领域使用已有几十年的历史，并已取得了极大地成功。
2、人体内应外伤、肿瘤造成的骨、关节损伤，采用钛及钛合金可制造人工关节、接骨板和螺钉现已广泛用于临床。
还用于髋关节（包括股骨头）、膝关节、肘关节、掌指关节、指间关节、下頜骨、人造椎体（脊柱矫形器）、心脏起搏器外壳、人工心脏（心脏瓣膜）、人工种植牙、以及钛网在头盖骨整形等方面。
3、对于植入物材料的要求可以归为三个方面：材料与人体的生物相容性、材料在人体环境中的耐腐蚀性和材料的力学性能，作为长期植入材料有下列七项具体要求：①、耐蚀性;②、生物相容性；③、优越的力学性能和疲劳性能；④、韧性；⑤、低的弹性模量；⑥、在组合体中有好的耐磨性；⑦、令人满意的价格；4、外科植入物材料主要有：金属、聚合物、陶瓷等，金属材料又包括不锈钢、鈷基合金和钛基合金。
材料性能与骨性能的比较和植入物材料的特性比较见表一和表二。
从表二可以看出，不锈钢价格低廉，易于加工，但耐蚀性和生物相容性不如钛合金；鈷鉻合金的耐磨性比钛合金好，但密度较大，太重；钛及钛合金由于比强度高，生物相容性好及耐体液腐蚀性好等特点正日益受到重视。
钛合金的不足之处识是耐磨性差、难于铸造，加工性能也差。
二、国内外外科植入物用钛及钛合金加工材标准情况1、国外外科植入物用加工材标准纯钛：国际标准化组织 ISO 5832/2 1999E《外科植入物－纯钛加工材》美国标准：ASTM F67 2006a 《外科植入物用纯钛》TC4: 国际标准化组织 ISO 5832/3 1996Z 《外科植入物－金属材料－Ti-6Al-4V加工材》ASTM F1472 2002 《外科植入物用Ti-6Al-4V合金加工材》TC4ELI: ASTM F136 2002a 《外科植入物用Ti-6Al-4VELI（超低间隙）加工材规范》TC20: ISO 5832/11 I994(E) 《外科植入物－金属材料－Ti-6Al-7Nb合金加工材》ASTM F1295:2005《外科植入物用Ti-6Al-7Nb合金加工材》2、中国国家标准①、《外科植入物用钛及钛合金加工材》中国国家标准为GB／Ｔ13810-2007，牌号有：TA 1ELI、TA1、TA2、TA3、TA4、TC4、TC4ELI、TC20.品种有：板材0.8～25mm；棒材7.0～90mm；丝材1.0～7.0mm；GB\T13810-2007标准中规定的各项性能指标：②、GB／Ｔ13810-2007标准中，为了保证外科植入物用钛及钛合金加工材的综合性能（强度、塑性、韧性、硬度、抗疲劳等性能的合理匹配），对两相钛合金的高倍金相组织和氢含量及其它间隙元素含量都有非常严格的要求和控制。
钛合金特性及加工方法
钛合金特性及加工方法 The manuscript was revised on the evening of 2021钛合金特性及加工方法钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约了它的应用。
随着加工工艺技术的发展，近年来，钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。
我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11％。
本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。
1 钛合金的切削加工性及普遍原则钛合金按金属组织分为a相、b相、a+b相，分别以TA，TB，TC表示其牌号和类型。
我公司某新型发动机所用材料为TA，TC两种。
一般铸、锻件采用TA系列，棒料用TC系列。
特点及切削加工性钛合金相对一般合金钢具有以下优点：比强变高：钛合金密度只有cm3，比铁小得多，而其强度与普通碳钢相近。
机械性能好：钛合金熔点为1660℃，比铁高，具有较高的热强度，可在550℃以下工作，同时在低温下通常显示出较好的韧性。
抗蚀性好：在550℃以下钛合金表面易形成致密的氧化膜，故不容易被进一步氧化，对大气、海水、蒸汽以及一些酸、碱、盐介质均有较高的抗蚀能力。
另一方面，钛合金的切削加工性比较差。
主要原因为：导热性差，致使切削温度很高，降低了刀具耐用度。
600℃以上温度时，表面形成氧化硬层，对刀具有强烈的磨损作用。
塑性低、硬度高，使剪切角增大，切屑与前刀面接触长度很小，前刀面上应力很大，刀刃易发生破损。
弹性模量低，弹性变形大，接近后刀面处工件表面回弹量大，所以已加工表面与后刀面的接触面积大，磨损严重。
钛合金切削过程中的这些特点使其加工变得十分困难，导致加工效率低，刀具消耗大。
切削加工的普遍原则根据钛合金的性质和切削过程中的特点，加工时应考虑以下几个方面：尽可能使用硬质合金刀具，如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。
关于钛和钛合金在眼镜行业中的应用,钛的加工工艺,和表面处理方法
眼镜架的加工工艺
※焊接：使用高频焊接机将眼镜的不同零部件连接起来。钛金属的眼镜架要使用专业的 氩弧电焊机。 ※抛光：将焊接好的产品放入滚筒中先进行粗磨，再用人手对细微部位进行细磨。 ※电镀： a、水金电镀：直接将颜色电镀到材料表层，成本低，品质差，使用期短。 b、厚金电镀；又称复合电镀，在被电镀材料表层先作加钯底处理，然后再电镀颜色层。 品质有保证。 c、IP真空电镀；在真空状态下，用强电流将电镀材料分解成等离子状态，然后在正负电 子互换结合的条件下，将电镀材料附着到被电镀材料的表层。成本昂贵，耐用程度较高。 d、包金：在被电镀材料上先作铑处理（非常贵），然后再将K金材料电镀到铑处理后的 材料表层。K金镀层较厚，成本非常高。 e、静电喷涂：应用于镜架表层的彩色处理技术，将颜色溶解后喷涂在被电镀材料表面， 经长时间加热处理后颜色层会附着在被电镀材料表层，耐腐蚀程度高，但忌硬物划碰。 f、移印：将要表现的图案先作加工处理，做出移印膜。然后将移印膜包裹在被着色材料 表层，经热加工后图案将会转移到被着色材料表层。通常会再进行镀透明膜层保护处理。 g、漆宝：将调好颜色的涂料填在眼镜架的空隙位或材料表面，形成装饰效果。 ※零配件组装：将脚套、鼻垫等附件装到处理好的眼镜架上，制成成品。 ※整形：对成品进行角度调整，使之能佩戴舒适。
钛产品
钛及钛合金是极其重要的轻质结构材料,在航空、航天、车辆工程、生 物医学工程等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景。 材质：典化钛，工业纯钛， Α 型钛， Β 型钛， Α +Β型钛 类型包括有钛丝、钛网、钛管、钛片、钛箔。 钛网：应用于一些仪器以及装置，起过滤作用。 钛丝：除了工业上的应用，高级钛丝还应用于一些植入和美容手术。 钛管：应用于工业、机械上。 钛片：应用于骨骼上的植入，外科接骨手术与生物植入公司。 钛箔：应用同上，钛箔是更薄的钛片，厚度在0.1MM以下。
钛合金常用规格及性能用途
钛合金常用规格及性能用途内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）钛合金常用规格及性能用途TC4 / GR5 / Ti6AL4V 钛棒现货规格：?直径2mm ?8mm?9mm?10mm ?直径12mm 15mm 16mm 18mm 20mm?25mm?30mm?35mm?40mm?45mm?50mm?55mm?直径60mm 65mm 70mm 75mm 80mm?85mm?90mm?100mm?105mm?110mm?120mm ?TC4 / GR5 / Ti6AL4V 钛棒现货规格：?厚度1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 6mm 7mm 8mm 10mm?12mm 14mm ?厚度16mm?18mm 20mm?25mm 30mm 32mm 35mm 50mm 45mm?50mm 60mm 70mm 80mm 90mm?钛合金优越的特性：1耐酸碱腐蚀，耐海水腐蚀，耐污水腐蚀；2密度小（），轻；3无磁性；广钛金属4在-253°-600°之间使用，他的抗拉强度，在金属中，几乎是最高的。
应用举例:工业上除采用工业纯钛制造零件以外，大量使用的是钛合金。
它在航空、航天、化工、造船、冶金、电子、医疗、石油、医药、军工等工业部门获得日益广泛的应用,制造燃气轮机部件。
【钛合金的性能】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％，但其强度低、塑性高。
％工业纯钛的性能为：密度ρ=cm3，熔点为172矽钛合金耐磨地坪5℃，导热系数λ=，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=×105MPa，硬度HB195。
(1)强度高钛合金的密度一般在cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。
钛合金常用规格及性能用途
钛合金常用规格及性能用途TC4 / GR5 / Ti6AL4V 钛棒现货规格：直径2mm 8mm 9mm 10mm直径12mm 15mm 16mm 18mm 20mm 25mm 30mm 35mm 40mm 45mm 50mm 55mm直径60mm 65mm 70mm 75mm 80mm 85mm 90mm 100mm 105mm 110mm 120mmTC4 / GR5 / Ti6AL4V 钛棒现货规格：厚度1mm 2mm 3mm 4mm 5mm 6mm 7mm 8mm 10mm 12mm 14mm厚度16mm 18mm 20mm 25mm 30mm 32mm 35mm 50mm 45mm 50mm 60mm 70mm 80mm 90mm钛合金优越的特性：1耐酸碱腐蚀，耐海水腐蚀，耐污水腐蚀；2密度小（），轻；3无磁性；广钛金属4在-253°-600°之间使用，他的抗拉强度，在金属中，几乎是最高的。
应用举例:工业上除采用工业纯钛制造零件以外，大量使用的是钛合金。
它在航空、航天、化工、造船、冶金、电子、医疗、石油、医药、军工等工业部门获得日益广泛的应用,制造燃气轮机部件。
【钛合金的性能】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％，但其强度低、塑性高。
％工业纯钛的性能为：密度ρ=cm3，熔点为172矽钛合金耐磨地坪5℃，导热系数λ=，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=×105MPa，硬度HB195。
(1)强度高钛合金的密度一般在cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。
因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。
目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
钛的技术指标
包括钛金属的主要物理性能，钛及钛合金牌号、化学成份，钛及钛合金力学性能等。
钛金属的主要物理性能：
名 称
单 位
数 据
名 称
单 位
数 据
原子序数
22
比 热
卡/克.度
0.138
原子量
47.9
热膨胀系数
×10-6/℃(0-100℃)
8.2
克原子体积
厘米3/克原子
10.7
弹性模量
公斤/毫米2
10850
TC9
1059
--
9
25
29.4
500
785
588
TC10
1030
--
12
25-30
34.3
400
834
785
TC11
1030
--
10
30
29.4
500
686
588
BT22
Ti-5.5Al-5V-5Mo-1.5Cr-1.0Fe
TC11
Ti-6Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si
AB-5
Ti-3Al-2.5V
ПT-3B
Ti-4Al-2V
TB2
Ti-5Mo-5V-3Cr-3Al
B-1
Ti-3Al-13V-11Cr
ПT-7M
Ti-2Al
钛及钛合金力学性能：
牌号
室温力学性能，不小于
AB-1
Ti-6Al-4V
BT19
Ti-3Al-5.5Mo-3.5V-5.5Cr-1Zr
TC9
Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si
AB-3
Ti-6Al-6V-2Sn
典型钛及钛合金的组织与性能综述
典型钛合金的组织与性能文献查阅总结1.α型钛合金α型钛合金中又分为全α型钛合金和近α型钛合金，工业纯钛属于α型钛合金，此外一般α合金含有6%左右的Al和少量中性元素，退火后几乎全部是α相，典型合金包括TA1~TA7合金等；近α型钛合金中除了含有Al和少量中性元素外，还有少量（不超过4%）的稳定元素，如TA15、TA16、TA17等。
1.1工业纯钛工业纯钛按杂质元素含量分为TA1、TA1ELI、TA1-1、TA2、TA2ELI、TA3、TA3ELI、TA4、TA4ELI9个牌号，相变点大约为900℃。
工业纯钛具有高塑性、适当的强度、良好地耐蚀性以及优良的焊接性能等特点，广泛应用于化工设备、滨海发电装置、海水淡化装置、舰船零部件等，其冷热加工性能好，可生产各种规格的板材、棒材、型材、带材、管材和丝材，一般在退火状态下交货使用。
典型的工业纯钛显微组织如图1-3所示：图1 TA1板材650℃/1h退火态组织：等轴α+少量晶间β图2 TA2大规格棒材600℃/1h退火态组织：等轴α图3 TA3板材800℃/1h退火态组织：等轴α+含有针状α转变的β1.1.1 TA1钛管的组织与性能[][]庞继明，李明利，李明强等. 退火温度对TA1钛管材组织和性能的影响[J]. 钛工业进展. 2011, 28(2): 26-28研究方法：TA1铸锭经过2500t水压机开坯锻造和1600t卧式挤压机热挤压，最终获得φ45×7mm的管坯。
管坯经两辊和三辊管材冷轧机轧制成φ12×1.25mm的管材。
将管材置于真空热处理炉中，分别加热至450，475，490，500，550，600，650，700℃，保温90min，随炉冷却。
a）TA1钛管的显微组织图1为冷加工态及不同的温度热处理后的TA1管材横向显微组织。
可以看出，冷加工态的TA1管材组织混乱且有部分晶粒破碎不完全；700℃下的组织已完全再结晶、等轴化，与650℃的相比晶粒已明显长大。
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纯钛热加工性能参数
1. 来料牌号及化学成分
注：合金牌号对应标准GB/T3620.1-2007
2.纯钛的物理性能
熔点1668±4℃
密度ρ＝4.5g/cm3
弹性模量E＝1.17×105MPa、G＝0.44×105Mpa（约为钢的54%）
导热系数λ＝19.3Wm-1K-1
热膨胀系数10.2×10-6/℃（室温-700℃）
泊松比υ＝0.33
3.常温下力学性能
4. 加热规范
板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，因此，从成材率、表面质量考虑，该扩散层的厚度越薄越好，为此，热轧
带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下，尽可能低。
通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。
纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度
5. 轧制过程控制
热轧分为粗轧和精轧。
粗轧通常使用可逆式轧机，从厚板坯（80~300mm）的轧制到供精轧机轧制的板材厚度（25~40mm），需经5~7个道次的轧制。
纯钛的粗轧终轧温度为790℃。
精轧工序在6~7台串列式轧机进行，可将25~40mm 的板坯连续加工成钛带材（厚3~6mm），轧制速度可达300~600m/min。
轧制过程温度控制参数为：钛板坯在加热炉中加热到800~920℃，在910℃出炉；粗轧终轧温度为790℃，连续热轧时钛坯温度控制在650~800℃范围，终轧温度为670℃；在470~490℃温度范围进行卷取。
轧制后立即将钛带在输出辊道上用水冷或空冷的方法，以大于5~10℃/s的速度冷却，在低于500℃时卷取，以保证带卷材质均匀。
其它工艺要点有：严格控制初轧及连轧时各机架压下量和各机架上带材的温度；避免辊道对带材表面划伤；每轧3~4块清理一下辊道上的金属沾污；热轧带卷初始阶段，需要建立一个稳定的、大于4MPa/mm2的后张力，防止因带材卷乱或松卷引起划伤。
轧制温度对纯钛的单位压力的影响
钛合金热加工性能参数二、钛合金（TC3、TC4）
密度ρ＝4.45g/cm3
弹性模量E＝1.13×105MPa
导热系数λ＝6.43Wm-1K-1
1常温力学性能
TC4合金的拉伸应力应变曲线
TC4室温压缩应力应变曲线
2热轧工艺条件
1）．加热规范
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
加热时间和速度：200mm厚的板坯通常加热时间为230-240分钟。
炉内气氛：加热炉一般采用连续步进式加热炉。
加热前的坯料应在微氧化性气氛中均匀加热。
2）．压下制度
TC4合金的高温性能高温性能
轧制温度对合金的单位压力的影响
坯料轧制时的加热制度和终轧温度
举例1：用可逆式四辊轧机将尺寸为240m m×1070mm×1600mm的TC4钛合金板坯轧制成厚度60mm中板的典型压下规范如下表：
举例2：TC3板坯热轧工艺参数
φ600/φ1380×1200mm四辊热轧机轧制钛板的轧制速度。