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TC4鈦合金成分設計與開發情況概述
發布時間：
2023-05-10
合金的成分從根本上決定了合金的性能，隨著現今對于材料性能要求的日益提高，以及材料設計概念的改變，人們對于 TC4 合金進行了不同程度的成分優化再設計，以期滿足不同的需求。
合金的成分從根本上決定了合金的性能，隨著現今對于材料性能要求的日益提高，以及材料設計概念的改變，人們對于 TC4 合金進行了不同程度的成分優化再設計，以期滿足不同的需求。
針對 TC4 的成分優化再設計有很多，例如早期的 TImetaL 62S( Ti－6Al－2Fe－0.1Si) 、Ti8LC (Ti－Al－Fe－Mo) 、Ti12LC( Ti－Al－Fe－Mo) 等。近些年來也相繼發展了 TImetaL CL4( Ti－5Al－3V－0.6Fe－0.1O)、ATI 425( Ti－4Al－2.5V－1. 5Fe－0. 25O) 、Ti575( Ti－5.3Al－7.7V－0.5Si) 、Ti－54M( Ti－5Al－4V－0.75Mo－0.5Fe) 、Ti407( Ti－0.85Al－3. 7V－0.25Fe－0.25Si) 等一系列 TC4 改型鈦合金。
針對 TC4 改型的目的主要有兩個，一個是出于性能考慮，尤其是其動態力學性能。例如 Ti575 合金，相比于 TC4，該合金降低了 Al 當量，提高了 Mo 當量， 并加入了少量的 Si 來提高合金的強度。其抗拉強度與屈服強度均高于 TC4，并且在抗拉強度 1200 MPa時，延伸率可達到 10.5% ，比強度比 TC4 高出 8% 。并且相比于 TC4 合金，該合金具有更好的疲勞性能和可鍛性。
針對 TC4 改型的另一個目的在于降低成本。TImetaL CL4、ATI 425 都是在 TC4 的基礎上降低了 Al、V 的含量并加入一定量的 Fe 和 O 元素，在 強度的同時，改善了 TC4 合金的冷加工性，從而降低了成本。Ti407 合金具有更低的 Al 當量，通過犧牲材料的強度來提高其加工性能，該合金設計目的主要是為了部分取代 TC4，降低商用飛機用材的成本。Ti－54M 相比于 TC4，含有較低的 Al 當量，并且加入了少量的 Mo、Fe 元素來降低 β 轉變溫度。該合金相比于 TC4，具有更好的加工性和成形性，其超塑成形能力優于 TC4 材料，可以顯著降低加工成本。
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