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Grade5钛合金

上海商虎合金集团

一般认为钛6铝-4钒是钛工业的“基层”，因为它是目前为止应用广泛的钛合金，超过钛的总用量的50％。它是一种α+β合金，可通过热处理来达到适中的强度。钛6铝-4钒建议在不超过℃/℉的温度下使用。钛6铝-4钒具有硬度好、重量轻、可锻造和耐腐蚀的特点，广泛运用于航空工业。

成份分析：

描述

纯钛在.5℃/℉的温度下经历了从拥挤的六角α相到立体的个体中心的β象的转换。合金元素通过作用可稳定为α相或β相。通过运用其它合金，β相在室温内可稳定地与α相共存。这就是生产可通过热处理来增加强度的钛合金的基础原理。

钛合金一般可分为三大类：

α合金：含有中性合金元素如锡，和/或只有α稳定素如铝、氧，不能做热处理；

α+β合金：一般含有一种α和β结合的稳定素，可做不同水平的热处理。

β合金：亚稳定的，含有大量的β稳定素如钼，钒，当淬火时能完整地保持β相，可通过溶液处理和时效处理来明显提高硬度。

一般认为钛6铝-4钒是钛工业的“基层”，因为它是目前为止应用最广泛的钛合金，超过钛的总用量的50％。它是一种α+β合金，可通过热处理来达到适中的强度。钛6铝-4钒建议在不超过℃/℉的温度下使用。钛6铝-4钒具有硬度好、重量轻、可锻造和耐腐蚀的特点，广泛运用于航空工业。

应用

钛6铝-4钒可用于在低温至中温，要求高强度、重量轻和极好的防腐蚀的环境中。如飞机汽轮机发动机的零部件，飞机的结构部件，航空紧固件，高性能自动部件，船舶，医疗器械和体育装备。

强度系数

钛6铝-4钒能如此广泛应用的一个原因是它的重量轻而相对硬度高。它与其它材料相比较的强度系数如下：

物理性能

密度：4.g/cm3(0.lb/in3)

弹性模数：-Gpa(15.2-16.8psix)

β换相点：+/-15℃(+/-25℉)

液相点：+/-20℃(+/-35℉)

固相点：5+/-10℃(+/-20℉)

电阻系数：~1.5μΩ*m(-℃)

~1.75μΩ*m(室温)

~1.9μΩ*m(℃)

磁性：钛6铝-4钒没有磁性

热膨胀图表

耐腐蚀性

当接触到空气或水中的氧气时，钛6铝-4钒立即自然地形成一层稳定、连续和紧密的附着氧化膜。这归功于它在不同媒介中的良好的耐腐蚀性。钛6铝-4钒在一般的腐蚀性溶液如海水、氧化酸、氯（存在水中）、火箭推进剂和碱中具有极好的耐腐蚀性。但在弱酸或干氯气中钛6铝-4钒易受一般腐蚀的影响。由于在含氯或其它卤离子的环境中会出现压力腐蚀裂缝和腐蚀裂缝，在钛加工过程中通常避免使用氯溶剂和切削油等。

钛和钛合金包括钛6铝-4钒容易受氢脆作用影响。气态或负氢能扩散到金属中，形成易脆氢。所以在加工过程中，特别是热处理和酸洗过程，必须尽量把氢元素的含量降至最低。钛6铝-4钒的产品规格一般规定氢含量不超过ppm。

钛6铝-4钒在不同媒介中的一般腐蚀率

热处理

钛6铝-4钒的加工产品一般使用工厂退火或溶液处理和过火状态。溶液处理后必须尽快淬火（水淬或同等）以便α马氏体相达到最大，也就是时效效果达到最大。其它用于钛6铝-4钒的热处理包括锻造或焊接部份的压力释放，和用来提高损害公差的β退火。与其它钛合金一样，钛6铝-4钒对气体包括氧气、氮气和氢气有很高的亲和力。对氧气的吸收导致当在空气中加热时，形成一层非常坚硬、易脆的氧化α相层，即α壳。

钛6铝-4钒的中间和最后退火一般在真空或惰性气体中进行以避免α壳的形成和相关物质的流失。真空退火可以用来去除多余的氢气，这就是真空除气。真空热处理部份必须彻底清洁。

抗拉强度对比表

清洁与修整

在空气热处理后，完全去除表面和内部的α壳是极为重要的。可以通过机械方法去除，如打磨或加工，或在用硝酸/氢氟酸混合液酸洗后，用熔盐或研磨去锈法。

钛合金易受氢脆作用影响，所以在热处理或酸洗的过程中必须小心避免吸入过多的氢元素。如果不想加工或酸洗，成品部份的最后热处理必须在真空中进行。

真空热处理材料的清洁是首要的。油迹、指纹或污迹就算在真空下也会导致α壳的形成，还有一些清洁剂中的氯会带来钛的SCC。所以真空热处理的加工必须符合以下程序：先用无氯溶剂或水溶液彻底清洁，再用大量的脱离子或蒸馏水（不是自来水）洗去残留的清洁剂，最后烘干。清洁后，必须带手套操作防止再次污染。

选择加工性能

退火的钛6铝-4钒在一般室温下的强度：

最大抗拉强度：-Mpa(-ksi)

压缩屈服强度：-Mpa(-ksi)

最大切变强度：-Mpa(70-ksi)

温度提高的加工性能：温度越高，强度越低。