tb13钛合金化学成分
钛合金材料
钛合金材料《新型工程材料应用》课程论文摘要：随着新技术革命浪潮的推进，继合金钢和金属铝之后，新崛起的第三金属——钛，越来越多地渗透到工业、技术和科学的各个领域，它的魅力向人类展示了它的美好前景。
本文介绍了钛合金的合金化原理、性能特性，综述近年来国内外钛合金材料的发展应用和研发状况，对钛合金材料的发展前景进行了展望。
关键词：钛合金、合金化、特性、发展概述：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0.1％，但其强度低、塑性高。
99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
而钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。
合金化原理：钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。
合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：（1）稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。
其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
（2）稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。
应用了钛合金的产品前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
（3）对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。
氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。
通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。
氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。
氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。
钛及钛合金的分类
钛及钛合金的分类市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类：一.工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882℃为a晶型，原子结构呈密排六方晶格，从882℃至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。
工业纯钛在金相组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。
由于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。
基本上是沿着晶界分布。
工业纯钛按GB/T3620.1—2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2—TA4每个类型的各有两个，它们的差别就是纯度的不同。
从表中我们可以看出，从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙元素的缩写，也就是高纯度的意思。
由于Fe，C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的，它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响，C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和脆化。
这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质量。
要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。
在标准中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。
这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准（我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很多老标准都是沿袭前苏联的），特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。
这个新标准主要是参照ISO（国际标准）外科植入物和美国ASTM材料标准（B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准）。
并且与ISO和美国的ASTM标准相对应，例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。
这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照，也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。
钛牌号分析对照详表
钛牌号对照表2007-06-07 11:25中国美国俄罗斯TAD 碘化钛 Grade1 1号纯钛 BT1-00 工业纯钛TA1 工业纯钛 Grade2 2号纯钛 BT1-0 工业纯钛TA2 工业纯钛 Grade3 3号纯钛 OT4 -0 Ti-0.8Al-0.7SnTA3 工业纯钛 Grade4 4号纯钛 OT4 -1 Ti-2Al-1.5MnTA4 Ti-3Al Grade5Ti-6Al-4V OT4 Ti-3Al-1.5MnTA5 Ti-4Al-0.005B Grade6Ti-5Al-2.5V BT5 Ti-5AlTA6 Ti-5Al Grade7Ti-0.2Pd BT5 -1 Ti-5Al-2.5SnTA7 Ti-5Al-2.5Sn Grade9Ti-3Al-2.5V BT6 Ti-6Al-4VTA8 Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr Grade10 Ti-11.5Mo-4.5Sn-6Zr BT6c Ti-6Al-4VTC1 Ti-2Al-1.5Mn Grade11 Ti-0.2Pd BT3 -1 Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3SiTC2 Ti-3Al-1.5Mn Grade12Ti-0.3Mo-0.75Ni BT9 Ti-6.5Al-3.5Mo-0.3SiTC3 Ti-4Al-4V A-1Ti-5Al-2.5Sn BT/4 Ti-5Al-3Mo-1.5VTC4 Ti-6Al-4V A-3Ti-6Al-2Nb-1Ta BT16 Ti-2.8Al-5Mo-5VTC6 Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si A-4 Ti-8Al-1Mo-1V BT18Ti-8Al-0.6Mo-11Zr-1NbTC7 Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B AB-1 Ti-6Al-4V BT19Ti-3Al-5.5Mo-3.5V-5.5Cr-1ZrTC9 Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si AB-3 Ti-6Al-6V-2Sn BT20 Ti-6Al-1.5Mo-1.5VTC10 Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe AB-4 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo BT22 Ti-5.5Al-5V-5Mo-1.5Cr-1.0Fe TC11 Ti-6Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si AB-5Ti-3Al-2.5V ПT-3B Ti-4Al-2VTB2 Ti-5Mo-5V-3Cr-3Al B-1Ti-3Al-13V-11Cr ПT-7M Ti-2Al性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。
钛及钛合金牌号和化学成分
《钛及钛合金牌号和化学成分》(2009/11/30 15:05)（引用地址：未提供）目录：行业知识浏览字体：大中小《钛及钛合金牌号和化学成分》目前，金属钛生产的工业方法是可劳尔法，产品为海绵钛。
制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭，再加工而成钛材。
按此，从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为：钛矿->采矿->选矿->太精矿->富集->富钛料->氯化->粗TiCl4->精制->纯TiCl4->镁还原->海绵钛->熔铸->钛锭->加工->钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石，则不必经过富集，可以直接进行氯化制取粗TiCI4。
另外，熔铸作业应属冶金工艺，但有时也归入加工工艺。
上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。
塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。
它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品，也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。
钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大；常温塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点，塑性加工较钢、铜困难。
故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点。
钛采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能够大批量生产，但成材率低，加工过程中产生大量废屑残料。
钛材生产的原则流程如图1—1。
针对钛塑性加工的上述缺点，近年来发展了钛的粉末冶金工艺。
钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同，只是烧结必须要在真空下进行。
它适用乎生产大批量、小尺寸的零件，特别适用于生产复杂的零部件。
这种方法几乎无须再经过加工处理，成材率高，既可充分利用钛废料作原料，又可以降低生产成本，但不能生产大尺寸的钛件。
钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)->筛分->混合->压制成形->烧结->辅助加工->钛制品。
钛及钛合金的分类
钛及钛合金的分类市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类：一.工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882℃为a晶型，原子结构呈密排六方晶格，从882℃至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。
工业纯钛在金相组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。
由于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。
基本上是沿着晶界分布。
工业纯钛按GB/T3620.1—2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2—TA4每个类型的各有两个，它们的差别就是纯度的不同。
从表中我们可以看出，从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙元素的缩写，也就是高纯度的意思。
由于Fe，C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的，它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响，C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和脆化。
这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质量。
要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。
在标准中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。
这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准（我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很多老标准都是沿袭前苏联的），特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。
这个新标准主要是参照ISO（国际标准）外科植入物和美国ASTM材料标准（B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准）。
并且与ISO和美国的ASTM标准相对应，例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。
这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照，也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。
中美德钛合金成分对照表
德国
标准氧 中等氧 高氧
Ti2 Ti3 Ti4
Ti-5Al-2.5Sn Ti-（0.04～0.08%）Pd Ti-（0.04～0.08%）Pd Ti-（0.04～0.08%）Pd Ti-（0.12～0.25%）Pd Ti-（0.12～0.25%）Pd Ti-（0.12～0.25%）Pd Ti-0.3Mo-0.8Ni 标准氧 低氧 标准氧 低氧
TB11 TC1 TC2 TC3 TC4 TC4ELI
Ti-15Mo Ti-2Al-1.5Mn Ti-4Al-1.5Mn Ti-5Al-4V Ti-6Al-4V Ti-6Al-4VELI Gr.5 Gr.23 Gr.24 Gr.25 Gr.29
TC6 TC8 TC9 TC10 TC11 TC12 TC15 TC16 TC17 TC18 TC19 TC20 TC21 TC22 TC23 TC24 TC25 TC26
TiAl3V2.5
TiAl6Zr5Mo0.5Si
Ti-(0.08～0.14%)Ru Ti-(0.08～0.14%)Ru, （最小抗拉强度58ksi的Gr.26） Ti-(0.08～0.14%)Ru Ti-0.5Ni-0.05Ru Ti-0.5Ni-0.05Ru Ti-0.5Ni-0.05Ru TiAl5Fe2.5 Ti-1.5Al
TiAl5Sn2.5
（最小抗拉强度58ksi的Gr.16） Ti1Pd Ti2Pd Ti3Pd TiNi0.8Mo0.3
（最小抗拉强度58ksi的Gr.7）
TiAl6Sn2Zr4Mo2Si
TiAl4Mo4Sn2 Ti-5Al-1Sn-1V-1Zr-1Mo
Ti-3Al-2.5V Ti-3Al-2.5V-（0.04～0.08%）Pd Ti-3Al-2.5V-（0.08～0.14%）Ru Ti-4Al-2.5V-1.5Fe
钛及钛合金的分类
钛及钛合金的分类市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类：一.工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882C为a晶型，原子结构呈密排六方晶格，从882E 至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。
工业纯钛在金相组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。
由于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。
基本上是沿着晶界分布。
工业纯钛按GB/T3620.1 —2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2—TA4每个类型的各有两个，它们的差别就是纯度的不同。
从表中我们可以看出，从TA1 —TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙兀素的缩写，也就是咼纯度的意思。
由于Fe, C, N, H, O在a —Ti 中是以间隙元素存在的，它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响，C,N,0固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和脆化。
这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质量。
要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。
在标准中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。
这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准（我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很多老标准都是沿袭前苏联的），特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。
这个新标准主要是参照ISO （国际标准）外科植入物和美国ASTM材料标准（B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准）。
并且与ISO 和美国的ASTM标准相对应，例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。
这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照，也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。
国内外钛合金牌号对照[附化学成份和力学性能]
![国内外钛合金牌号对照[附化学成份和力学性能]](https://img.taocdn.com/s3/m/6087c54ff18583d04864590b.png)
钛及钛合金力学性能
抗拉强度σb MPa
室温力学性能， 不小于
屈服强度σ0.2 伸长率δ5 % 收缩率ψ % MPa
冲击值αk J/cm2
高温力学性能， 不小于
试验温度 ℃ 抗拉强度σb 持久强度σ100
MPa
MPa
343
275
25
50
--
441
373
20
40
--
539
461
15
35
--
686
--
15
--
-
---
TA3
工业纯钛 余量 -
--
-
---
TA4ELI 工业纯钛 余量 -
--
-
---
TA4
工业纯钛 余量 -
--
-
---
TC4ELI Ti-6Al-4VELI 余量 5.5～6.5 - -
TC4
Ti-6Al-4V
余量 5.5
～ -
-
6.75
TA9
Ti-0.2Pd
余量 -
--
3.5～4.4 - - -
--
-
--
--
-
--
--
-
--
--
-
--
--
-
--
- 0.12～0.25 -
--
- 0.12～0.26 -
--
--
-
--
--
0.6～0.9 - -
- - 0.1 0.03 0.012 - - 0.2 0.08 0.03 ≤0.08 - 0.15 0.05 0.03 - - 0.2 0.05 0.03 - - 0.3 0.08 0.03 - - 0.25 0.05 0.04 - - 0.3 0.08 0.05 - - 0.3 0.05 0.05 - - 0.5 0.08 0.05 - - 0.25 0.08 0.03 - - 0.3 0.08 0.05 - - 0.3 0.08 0.03 - - 0.2 0.08 0.03 - - 0.25 0.08 0.05 - - 0.3 0.08 0.03
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tb13钛合金化学成分
TB13钛合金是一种常用的钛合金材料，具有良好的力学性能、耐蚀性和耐热性。
它由钛、铝、铁、氧和碳等元素组成。
下面将详细介绍TB13钛合金的化学成分以及其在工业领域中的应用。
TB13钛合金的化学成分主要包括钛(Ti)、铝(Al)、铁(Fe)、氧(O)和碳(C)等元素。
其中，钛是主要的合金元素，占比超过90%。
钛具有低密度、高强度和优良的耐腐蚀性，是一种理想的结构材料。
铝是另一个重要的合金元素，它能够提高合金的强度和硬度。
铁的存在可以增加合金的耐热性和耐腐蚀性。
氧和碳是常见的杂质元素，它们的含量应控制在合适的范围内，以确保合金的性能。
TB13钛合金具有优异的力学性能和耐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
在航空航天领域，TB13钛合金常用于制造飞机结构件和发动机零部件，如机身、机翼、发动机叶片等。
其优异的强度和轻质特性使得飞机能够减少重量，提高燃油效率，同时保证飞行安全。
在汽车制造领域，TB13钛合金常用于制造高性能赛车和豪华车的车身和零部件，以提高汽车的性能和安全性。
在医疗器械领域，TB13钛合金常用于制造人工关节、牙科种植体等医疗器械，因其良好的生物相容性和耐腐蚀性能，可以与人体组织良好地相容，减少术后并发症。
TB13钛合金的制备通常采用熔化法和粉末冶金法。
熔化法是将钛和合金元素按一定比例混合，加热至熔化，然后冷却形成坯料。
随后，
将坯料进行锻造、轧制、热处理等工艺，最终得到所需的合金材料。
粉末冶金法是将钛和合金元素的粉末按一定比例混合，然后通过压制和烧结等工艺将其制备成坯料，再经过热处理得到最终的合金材料。
TB13钛合金具有优异的力学性能和耐蚀性，但同时也存在一些局限性。
首先，由于钛合金的制备工艺复杂，成本较高。
其次，钛合金的加工难度较大，容易产生切削困难、工具磨损等问题。
此外，由于钛合金的燃烧性，在高温条件下容易发生燃烧和爆炸。
因此，在合金的设计和应用过程中需要严格控制合金的成分和加工工艺，以确保合金的性能和安全性。
TB13钛合金是一种重要的钛合金材料，其化学成分主要包括钛、铝、铁、氧和碳等元素。
该合金具有优异的力学性能和耐蚀性，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
然而，钛合金的制备和加工难度较大，需要严格控制合金的成分和加工工艺，以确保合金的性能和安全性。
相信随着科学技术的进步和工艺的改进，TB13钛合金在未来将会有更广泛的应用。