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一文读懂高温钛合金牌号与适用标准

我国发布了一批航空航天用高温钛合金检测标准,这套标准主要是针对高温钛合金的锻件、板材、棒材的牌号鉴定、成分分析、力学性能、低倍组织、显微组织、热处理工艺等进行详细的规定。部分标准如下:

GB/T38915-2020

GB/T38916-2020

GB/T38917-2020

航空航天用高温钛合金棒材适合500℃以下高温钛合金牌号主要有:TC4、TC6、Ti811等。

TC11是500℃用的高温钛合金。

随着检测技术的不断进步,锻造工艺不断发展,TC11 高温钛合金高温变形强韧化处理后,可以将使用温度由原来限用的 500℃提高到520℃。

Ti55、Ti633G 和 Ti53311S这三种牌号的高温钛合金主要可以用于550℃高温作业环境。

Ti55成分分析主要为 Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Nd

Ti633G成分分析主要为 Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si-0.2Gd

Ti53311S成分分析主要为 Ti-5.5Al-3.5Sn -3Zr-1Mo-1Nb-0.3Si

Ti55牌号的高温钛合金其热强性和热稳定性非常好,所以常用于制造航空发动机的零部件。Ti633G高温钛合金的抗蠕变性能好,而且在热稳定性能及疲劳性能上也有良好的表现,所以其制件能够保证良好的组织均匀性及性能平均性。Ti53311S高温钛合金高温瞬时强度大,有良好的承载能力及焊接性能。所以,在一些卫星发动机喷注器上会应用到。

适合600℃使用的高温钛合金牌号为Ti60和Ti600。

Ti60成分分析主要为Ti-5.8Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.85Nd

Ti600成分分析主要为Ti-6Al-2.8Sn-4Zr-0.5Mo-0.4Si-0.1Y

目前,Ti60和Ti600的高温钛合金孩子研究阶段,具体量产还尚未应用。主要技术攻关的难点就在于高温蠕变性能及热稳定性能的控制。当然这需要充分的检测数据做支撑,对于合金成分的波动、间隙元素含量把控、杂质含量去除、加工工艺的改进都需要科学,精准的要求。

当然,适合更高温度的高温钛合金也有,如650℃用高温钛合金主要是TP-650TiC颗粒增强钛基复合材料,基体是Ti-Al-Mo-Nb系高温合金。

700℃用钛材料的典型代表是Ti3Al金属间化合物。

900℃用钛材料的典型代表是TiAl基合金。

1000℃以上用钛材的典型代表是含高Nb-TiAl基合金。

虽然这些高温钛合金还在研究阶段,但是通过不断反复检测试验,相信在不久的将来,更多牌号的高温钛合金会应用到实际产品中去。关于更多钛合金牌号说明,请参阅普森公司技术文档:https://chinaposen.cn/posen-products/billet# cn-ti-grades