一、TC11钛合金棒材料简介
1.化学成分
TC11钛合金的名义成分为 Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si，具体元素含量范围如下：
- 主成分：
- 铝（Al）：5.8%~7.0%
- 钼（Mo）：2.8%~3.8%
- 锆（Zr）：0.8%~2.0%
- 硅（Si）：0.2%~0.35%
- 杂质限量：
- 铁（Fe）≤0.25%、碳（C）≤0.08%、氮（N）≤0.05%、氢（H）≤0.012%、氧（O）≤0.15%。
该成分设计赋予其高铝当量（3.5）和钼当量（7.3），确保了合金的耐热性和高温稳定性。
2.执行标准
TC11钛合金棒的生产及检验需符合多项国家标准和行业规范，主要包括：
l 基础标准：
o GB/T 2965《钛及钛合金棒材》—规定棒材的尺寸、力学性能及工艺要求
o GB/T 3620.1—明确化学成分范围
l 航空专用标准：
o GJB 494《航空发动机压气机叶片用TC11钛合金棒材》
o GJB 2218《航空用钛及钛合金棒材和锻坯规范》
o GJB 2220《航空发动机用钛合金饼、环坯规范》
3.性能特点
l 力学性能：
o 室温性能：抗拉强度≥1030 MPa，屈服强度≥900 MPa，伸长率≥10%，断面收缩率≥30%。
o 高温性能：在500℃以下具有优异的热强性，长期工作温度可达500℃（退火状态下允许500小时），短期可承受700℃。
l 工艺性能：
o 良好的热加工性，支持锻造、轧制、焊接及超塑性成形
o 可采用β热处理和等温锻造工艺优化组织性能
4.生产工艺与热处理
l 熔炼工艺：需经过两次以上真空自耗电极电弧炉熔炼，确保成分均匀性
l 交货状态：
o 退火态（M）、R态（热轧态）、STA固溶时效态
l 热处理制度：
o 双重退火：950℃保温1~2小时（空冷） + 530℃保温6小时（空冷），适用于调整组织稳定性
o 去应力退火：530~580℃保温0.5~6小时，空冷或炉冷
5.规格与应用
l 产品规格：
o 直径范围：6~350 mm，长度≤6000 mm（可根据需求定制）
o 其他形式：锻件、模锻件、铸件等
l 主要应用领域：
o 航空：发动机压气机盘、叶片、鼓筒及飞机结构件
o 能源与化工：石油开采设备配件、耐腐蚀部件
o 其他：船舶、汽车等高强度零部件
6.注意事项
- 焊接要求：需采用惰性气体保护焊（如氩弧焊），焊后需退火处理以消除残余应力
- 热盐应力腐蚀：合金对热盐环境敏感，需避免长期暴露于此类工况
二、TC11钛合金棒材料参数
1.物理性能参数
参数名称 | 数值/描述 |
密度 | 4.48 g/cm³ |
熔点 | 约1650~1700℃ |
热导率（20℃） | 6.8 W/(m·K) |
线膨胀系数（20~300℃） | 8.9×10⁻⁶/℃ |
电阻率（20℃） | 1.65 μΩ·m |
2.力学性能参数
l 室温力学性能（退火态）
参数 | 标准要求（GB/T 2965-2007） | 典型值 |
抗拉强度（Rm） | ≥1030 MPa | 1050~1150 MPa |
屈服强度（Rp0.2） | ≥900 MPa | 950~1050 MPa |
延伸率（A） | ≥10% | 12%~18% |
断面收缩率（Z） | ≥30% | 35%~45% |
l 高温力学性能
温度 | 抗拉强度（MPa） | 持久强度（100h/MPa） | 蠕变极限（500h, 0.2%变形） |
400℃ | ≥750 | ≥450 | ≥300 |
500℃ | ≥600 | ≥350 | ≥200 |
700℃（短期） | ≥300 | - | - |
3.热加工与热处理参数
工艺类型 | 参数范围/要求 |
热加工温度 | 开坯：1000~1150℃；终锻：850~950℃ |
β热处理 | 在β相变点以上（约1000~1050℃）保温后快冷 |
双重退火 | ① 950℃×1~2h空冷 → ② 530℃×6h空冷 |
固溶时效（STA） | 920℃×1h水冷 + 530℃×6h空冷 |
焊接工艺 | 氩弧焊（TIG/MIG），焊后退火（530~580℃） |
四、耐腐蚀性能
- 耐盐雾腐蚀：在5% NaCl溶液中，年腐蚀率＜0.01 mm。
- 热盐应力腐蚀敏感温度：＞290℃时需避免Cl⁻环境。
- 耐氧化性：500℃以下氧化增重＜0.5 mg/cm²（100h）。
五、执行标准与检测要求
标准号 | 规范内容 | 检测方法 |
GB/T 2965 | 棒材尺寸、力学性能及工艺 | 拉伸试验（GB/T 228.1） |
GB/T 3620.1 | 化学成分范围 | 光谱分析（ICP-AES） |
GJB 494 | 航空发动机叶片用棒材的显微组织与探伤 | 超声波探伤（Φ≥20mm） |
6.典型应用参数
- 极限工作温度：长期500℃，短期（＜1h）700℃。
- 疲劳极限（R=0.1）：≥450 MPa（10⁷次循环）。
- 超塑性成形温度：920~950℃，应变速率≤0.001 s⁻¹。
三、TC11钛合金棒性能特点
1.高温性能与热稳定性
- 长期耐热性：
- 长期工作温度可达 500℃（退火态下允许500小时），短期可承受 700℃（如紧急工况或瞬时高温冲击）。
- 高温强度保留率高：500℃时抗拉强度仍≥600 MPa，显著优于普通钛合金（如TC4）。
- 抗蠕变能力：
- 在500℃、200 MPa应力下，蠕变速率＜1×10⁻⁷ s⁻¹，适用于长期高温承力部件（如航空发动机压气机盘）。
- 热稳定性：
- 双重退火后组织稳定，高温下晶粒粗化倾向低，减少性能衰退。
2.优异的力学性能
标准号 | 规范内容 | 检测方法 |
GB/T 2965-2007 | 棒材尺寸、力学性能及工艺 | 拉伸试验（GB/T 228.1） |
GB/T 3620.1-2016 | 化学成分范围 | 光谱分析（ICP-AES） |
GJB 494-1988 | 航空发动机叶片用棒材的显微组织与探伤 | 超声波探伤（Φ≥20mm） |
3.加工与成形性能
l 热加工适应性：
o 热加工温度范围宽（开坯1000~1150℃，终锻850~950℃），支持锻造、轧制等工艺。
o 等温锻造后可实现近净成形，减少材料损耗。
l 超塑性成形：
o 在920~950℃、应变速率≤0.001 s⁻¹时，延伸率可达300%~500%，适合复杂航空结构件。
l 焊接性能：
o 可采用氩弧焊（TIG/MIG），但需焊后530~580℃退火以消除应力，避免热影响区脆化。
4.耐腐蚀与抗氧化性
l 耐介质腐蚀：
o 在5% NaCI盐雾中，年腐蚀率＜0.01 mm，优于304不锈钢。
o 耐酸性弱于纯钛，但可通过表面处理（如阳极氧化）增强。
l 高温抗氧化：
o 500℃下氧化增重＜0.5 mg/cm²（100h），表面形成致密氧化膜（TiO₂+Al₂O₃）。
l 热盐应力腐蚀敏感：
o 限制条件：温度＞290℃且存在CI时易发生应力腐蚀，需避免此类工况（如海洋高温环境）。
5.特殊工艺性能
l β热处理潜力：
o 在β相变点（约1000~1050℃）以上处理可细化组织，提升高温强度。
l 表面处理兼容性：
o 支持喷砂、酸洗（HF+HNO₃混合液）、渗氧等处理，显著提升疲劳寿命（提高20%~30%）。
6.应用场景匹配性
领域 | 典型部件 | 性能优势体现 |
航空发动机 | 压气机盘、叶片、鼓筒 | 高温强度+抗蠕变+疲劳性能 |
石油化工 | 阀门、泵轴、耐蚀管道 | 耐Cl⁻腐蚀+高比强度 |
船舶制造 | 推进器轴、海水管路 | 耐海水腐蚀+低密度 |
汽车工业 | 赛车连杆、涡轮增压器部件 | 轻量化+高温抗氧化 |
7.使用限制与注意事项
- 冷加工限制：冷变形量需＜10%，否则易开裂（建议退火后分阶段加工）。
- 热处理保护：必须在真空或氩气环境中处理，防止表面氧化和吸氢脆化。
- 环境禁忌：避免长期暴露于＞290℃含Cl⁻环境，防止热盐应力腐蚀。
TC11钛合金棒凭借其 高强耐热、轻量化、多工艺兼容性等核心优势，成为航空航天、能源等高端领域的优选材料。
四、公司简介
宝鸡辰源昌金属材料有限公司位于"中国钛谷"陕西宝鸡核心产业区，深耕钛材料产业链服务。产品涉及TA1/TA2(工业纯钛)、TA10/9(耐蚀钛合金)、TA15/TA18(中强钛合金)、TC4/TC6/TC11(α-β型合金)及TC16/TC18/TC21(高强合金)等牌号，产品涵盖钛板、钛棒、钛管、钛丝等基础材料及钛环、钛法兰、钛锻件等精密部件，并可承接钛设备整体制造与加工服务。依托区域产业集群优势，公司亦可根据客户需求提供定制化加工，确保产品满足各类特殊应用要求。电话/WX：13399173070，期待与您携手共进，共创美好未来。
五、产品实拍
