一、 公司简介:
宝鸡辰源昌金属材料有限公司坐落于中国重要的工业基地——陕西宝鸡。公司专注于有色金属材料的研发、生产、加工与销售,同时致力于有色金属设备制造及相关业务。依托宝鸡钛谷产业群得天独厚的地理优势、丰富的材料资源以及雄厚的科研实力,公司已发展成为以钛及钛合金材料为核心,集板、棒、管、丝及其制品生产、钛设备制造、精密加工于一体的多元化高新技术企业。咨询电话:133-9917-3070,我们将竭诚为您服务!
二、材料简介:
TC4钛合金(Ti-6Al-4V)是一种应用广泛的α-β型钛合金,因其优异的综合性能被誉为“全能钛合金”。以下是关于TC4钛合金板的详细介绍:
1. 化学成分(质量分数%)
- 钛(Ti):基体(约90%)
- 铝(Al):5.5-6.8%(主要α相稳定元素,提升强度与耐热性)
- 钒(V):3.5-4.5%(β相稳定元素,改善塑性及加工性)
- 杂质(Fe、O、C等):微量,需严格控制以保证性能。
2. 材料特性
- 高强度低密度:抗拉强度≥895 MPa,密度4.43 g/cm³(约为钢的57%),比强度高。
- 耐腐蚀性:抗海水、氯化物、有机酸腐蚀,适用于苛刻环境。
- 耐高温性:长期工作温度-100~400℃,短期可达600℃(强度逐渐下降)。
- 生物相容性:无毒,与人体组织相容,广泛用于特殊领域的植入物。
- 疲劳性能:高循环疲劳强度,适合动态载荷部件。
3. 典型应用领域
- 航空航天:飞机发动机压气机叶片、机身结构件、火箭燃料储罐。
- 特殊领域器械:人工关节、骨板、牙科种植体、手术器械。
- 海洋工程:潜艇耐压壳体、海水淡化装置、船舶配件。
- 化工能源:耐腐蚀管道、阀门、核电站热交换器。
- 运动器材:高端自行车架、高尔夫球头、赛车部件。
4. 加工与热处理
- 热加工:推荐在β相变点(约995℃)以下进行热轧或锻造(850-950℃),避免晶粒粗化。
- 冷加工:塑性较低,需小变形量加工,常配合中间退火。
- 热处理:
- 退火:700-800℃保温后空冷,消除应力并提高塑性。
- 固溶时效:900-950℃固溶后快速冷却,再500-600℃时效,可调整强度与韧性。
5. 注意事项
- 加工难度:切削时易粘刀,需选用硬质合金刀具及大冷却液流量。
- 氧化防护:加热超过530℃需惰性气体保护,防止表面氧化层(α脆化层)。
- 焊接工艺:需氩弧焊(TIG)或电子束焊,严格隔绝氧气,焊后需退火。
- 成本考量:原材料及加工成本高于钢和铝,适用于高性能需求场景。
6. 相关标准
- 国际标准:ASTM B265(板材)、AMS 4911(航空级)
- 中国标准:GB/T 3621-2007(钛及钛合金板材)
TC4钛合金板凭借其优良的强度-重量比和耐环境性能,成为高端制造领域的优选材料之一。
三、材料参数
1. 基础性能参数
性能类别 | 参数值 |
化学成分 | Ti-6Al-4V(Al:5.5-6.8%, V:3.5-4.5%, Fe≤0.30%, O≤0.20%, 余量为Ti) |
密度 | 4.43 g/cm³(约为钢的57%,铝的1.6倍) |
熔点 | 1604-1660℃(α+β相变点约995℃) |
2. 力学性能(退火态)
参数 | 典型值 | 测试标准 |
抗拉强度(σ₆) | ≥895 MPa | ASTM E8/E8M |
屈服强度(σ₀.₂) | ≥825 MPa | ASTM E8/E8M |
延伸率(δ) | ≥10%(标距50mm) | ASTM E8/E8M |
断面收缩率(ψ) | ≥25% | ASTM E8/E8M |
弹性模量(E) | 110-114 GPa | ASTM E111 |
硬度 | 330-360 HV(维氏硬度) | ASTM E92 |
比强度 | 202 MPa·cm³/g(强度/密度,显著优于钢和铝) | — |
疲劳极限 | ≈500 MPa(10⁷循环,R=-1) | ASTM E466 |
3. 物理性能
参数 | 数值 |
热导率 | 7.2 W/(m·K)(室温,约为钢的1/4) |
线膨胀系数(α) | 8.6×10⁻⁶/℃(20-100℃) |
比热容(Cp) | 560 J/(kg·K)(室温) |
电阻率 | 1.7×10⁻⁶ Ω·m |
4. 耐腐蚀性能
介质 | 耐蚀性评价(室温) |
海水 | 优异(年腐蚀速率<0.0025 mm) |
氯化物溶液 | 耐点蚀和缝隙腐蚀 |
有机酸(如醋酸) | 良好(浓度<50%) |
氧化性酸(硝酸) | 良好(浓度<30%) |
还原性酸(盐酸) | 较差(浓度>5%时腐蚀速率显著升高) |
5. 高温性能
温度(℃) | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 延伸率(%) |
200 | ≈750 | ≈700 | ≈12 |
300 | ≈620 | ≈550 | ≈15 |
400 | ≈500 | ≈450 | ≈20 |
短期极限 | 600℃(强度显著下降,不建议长期使用) | | |
6. 加工性能
工艺 | 关键参数与注意事项 |
切削加工 | 刀具:硬质合金或金刚石涂层刀具 切削速度:30-60 m/min 冷却液:高流量乳化液 |
焊接 | 推荐工艺:TIG焊(氩气保护)或电子束焊 焊后需退火(700-750℃/1-2h) |
冷成型 | 弯曲半径≥3倍板厚(退火态) 需中间退火(变形量>30%时) |
热处理 | 退火:700-800℃/1-2h空冷 固溶时效:900-950℃水淬 + 500-600℃/4h空冷 |
7. 关键性能优势与限制
优势 | 限制 |
高强度重量比(比强度高) | 加工成本高(约为不锈钢的3-5倍) |
优异耐腐蚀性(尤其海洋环境) | 高温强度衰减快(>400℃性能显著下降) |
良好生物相容性 | 导热性差(易导致加工区域过热) |
疲劳性能优异 | 冷加工塑性低(需频繁退火) |
8. 核心优势
高强度与轻量化:
- 比强度(强度/密度)高达202 MPa·cm³/g,是航空航天轻量化设计的优选材料
优越的耐腐蚀性:
- 抗海水、氯化物、有机酸腐蚀,年腐蚀速率低于0.0025 mm,适用于海洋工程及化工设备
高温稳定性:
- 长期使用温度范围 -100~400℃,短期可耐受600℃(强度随温度升高逐渐下降)
生物相容性:
- 无毒且与人体组织相容,广泛用于人工关节、骨板等特殊领域植入物
耐疲劳性能:
- 高循环疲劳强度,适合飞机发动机叶片、起落架等动态载荷部件
9.典型应用性能匹配
- 航空航天:利用高比强度与耐温性(机身结构、发动机叶片)。
- 特殊器械:依赖生物相容性(人工关节、牙科植入体)。
- 海洋工程:耐海水腐蚀(潜艇部件、海水淡化设备)。
- 化工设备:耐酸碱腐蚀(阀门、热交换器)。
10. 相关标准
- 国际标准:ASTM B265(板材)、AMS 4911(航空级)、ISO 5832-3。
- 中国标准:GB/T 3621-2007(钛及钛合金板材)、GB/T 13810-2017(外科植入物用钛合金)。
TC4钛合金板凭借其高强度、轻量化、耐腐蚀的综合性能,成为高端制造领域的核心材料。在航空航天等对材料性能要求严苛的场景中具有不可替代性。
四、产品实拍




