普通的老百姓平常说起钛就认为钛就是单一的产品,其实这个认知是不准确的。钛分为纯钛和钛合金。
钛合金中TC4是主要担当,目前60%的钛主要是TC4。TC4主要的组成为Ti-6Al-4V,属于(α+β)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。
TC4钛合金属于国标叫法,不同的国家不同的叫法。
TC4在不同国家名称TC4钛合金是由美国于1954年研制成功的 α-β 型钛合金,含有6%的 α 稳定元素lv(铝)和4%的 β 稳定元素 V(钒)。TC4钛合金名义成分的铝当量为6.0,钒当量为4.0,退火状态含10%-15% β 相。
TC4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。
TC4钛合金的强度sb达到了1.012GPa,而其密度g为4.51g/cm3,使得强度与密度的比值sb/g达到了23.5。这一数值远高于合金钢的强度与密度的比值,显示出其卓越的强度和轻量化的特性。
TC4钛合金的化学成分:
TC4的化学成分
TC4钛合金的物理性能
TC4的物理性能
全世界TC4(Ti-6Al-4V)合金半成品的产量占各种钛合金半成品总产量的一半以上,在航空航天工业中超过80%,TC4钛合金的主要半成品形式是棒材、锻件、薄板、厚板、型材和丝材等。
Tc4不同产品形式
TC4钛合金的主要特点是优异的综合性能和良好的工艺性能。TC4钛合金具有中等室温强度和高温强度,良好的蠕变抗力和热稳定性,较高的抗疲劳性能和海水中的裂纹扩展抗力,以及令人满意的断裂韧性和抗热盐应力腐蚀性能,对氢的敏感性也比TC2、TC1合金小,适合于制造-196~450℃较宽的温度范围内工作的各种零件,特别是采用损伤容限制原则设计的零部件。TC4钛合金还具有优良的工艺塑性和超塑性,适合于用各种压力加工方法进行成形,并采用各种方式进行焊接和机械加工。
Tc4不同产品形式
TC4钛合金的应用场景
航空航天:TC4钛合金在航空航天领域得到广泛应用,用于制造飞机、导弹、火箭等部件。其高强度和低密度使得飞机更加轻便,提高燃油效率,同时具备良好的耐腐蚀性能,能够适应恶劣的空气环境。
化工领域:TC4钛合金广泛应用于化工领域的反应器、换热器、储罐等设备中。其耐腐蚀性能能够适应各种酸、碱等化学物质的侵蚀,确保设备的安全运行。
汽车制造:TC4钛合金用于汽车制造中的发动机零部件、底盘组件等。钛合金的高强度和低密度能够减轻车身质量,提高汽车性能,同时具有耐热、耐磨等特点,能够满足汽车在复杂工况下的使用要求。
体育用品:TC4钛合金广泛应用于体育用品领域,如高尔夫球杆、自行车车架等。其高强度和优良的弹性性能能够提供更好的击球力和减震效果,同时具备耐腐蚀性能,适应户外环境的使用。
总之,TC4钛合金由于其优良的性能,在航空航天、医疗器械、化工、汽车制造、体育用品等领域都有广泛的应用潜力。