TC4鈦合金材料的組成為T(mén)i-6Al-4V，屬于(α+β)型鈦合金，具有良好的綜合力學(xué)機(jī)械性能。比強(qiáng)度大。TC4的強(qiáng)度sb=1.012GPa，密度g=4.4*103，比強(qiáng)度sb/g=23.5，而合金鋼的比強(qiáng)度sb/g小于18。 鈦合金熱導(dǎo)率低。 鈦合金的熱導(dǎo)率為鐵的1/5、鋁的1/10，TC4的熱導(dǎo)率l=7.955W/m·K。
1、TC4鈦合金性能
●TC4鈦合金熱處理：
mpa，TC4材料固溶強(qiáng)化處理后，強(qiáng)度增加不大，也就到1100MPa，退火狀態(tài)下強(qiáng)度一般在900MPa
●TC4 熱膨脹系數(shù)：
TC4鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、小的密度、高的比強(qiáng)度及較好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、石油化工、造船、汽車(chē)，醫(yī)藥等部門(mén)都得到成功的應(yīng)用。
●TC4鈦合金力學(xué)性能：
抗拉強(qiáng)度σb/MPa≥895,規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力σr0.2/MPa≥825,伸長(zhǎng)率δ5(%)≥10,斷面收縮率ψ(%)≥25
●TC4鈦合金密度:
4.5（g/cm3）工作溫度-100～550（℃）
●TC4鈦合金化學(xué)成分:
TC4含鈦(Ti) 余量,鐵(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氫(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,鋁(Al)5.5～6.8,釩(V)3.5～4.5
鈦合金與其他金屬材料相比,有下列優(yōu)點(diǎn)：
① 比強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度/密度)高,抗拉強(qiáng)度可達(dá)100～140kgf/mm2，而密度僅為鋼的60%。
② 中溫強(qiáng)度好,使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度,可在450～500℃的溫度下長(zhǎng)期工作。
③ 耐蝕性好,在大氣中鈦表面立即形成一層均勻致密的氧化膜，有抵抗多種介質(zhì)侵蝕的能力。通常鈦在氧化性和中性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，在海水、濕氯氣和氯化物溶液中的耐蝕性能更為優(yōu)異。但在還原性介質(zhì)，如鹽酸等溶液中，鈦的耐蝕性能較差。
④ 低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。
⑤ 彈性模量低，熱導(dǎo)率小，無(wú)鐵磁性。
2、鈦合金熱處理
常用的熱處理方法有退火、固溶和時(shí)效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性，以獲得較好的綜合性能。通常α合金和（α＋β）合金退火溫度選在（α＋β）─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下120～200℃；固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。通常(α＋β)合金的淬火在(α＋β)─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下40～100℃進(jìn)行，亞穩(wěn)定β合金淬火在(α＋β)─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上40～80℃進(jìn)行。時(shí)效處理溫度一般為450～550℃。
總結(jié)，TC4鈦合金的熱處理工藝可以歸納為：
（1）消除應(yīng)力退火：目的是為消除或減少加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。
（2）完全退火：目的是為了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。
（3）固溶處理和時(shí)效：目的是為了提高其強(qiáng)度，α鈦合金和穩(wěn)定的β鈦合金不能進(jìn)行強(qiáng)化熱處理，在生產(chǎn)中只進(jìn)行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過(guò)固溶處理和時(shí)效使合金進(jìn)一步強(qiáng)化。
此外，為了滿足工件的特殊要求，工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。
3、TC4鈦合金執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
【鈦合金常用牌號(hào)】
國(guó)標(biāo)：TA1、TA2、TA3、TA9、TA10、TC4；
美標(biāo)：GR1、GR2、GR3、GR4、GR5、GR7、GR9、GR11、GR12、A-1、AB-1、AB-5；
俄羅斯：BT1-00、BT1-0、BT5、BT6、BT-3B；
德國(guó)：DIN3.7025、DIN3.7035、DIN3.7055、DIN3.7065、DIN3.7105、DIN3.7165；
【鈦合金供貨標(biāo)準(zhǔn)為】
GB/T3620、GB/T3621、GB/T3622、GB/T3624、GB/T3625、GB/T2965、GB/T16598、GB/T3623、GB/T13810、
GB/T12769、Q/BS5932、YS/T577；ASTM B265、ASTM B348、ASTM B381、F67、F136等。
【鈦合金現(xiàn)貨規(guī)格】
A、β鈦板：0.5-4.0mm
B、眼鏡板（純鈦）：0.8-8.0mm
C、標(biāo)板（純鈦）：1 x 2m厚度：0.5-20mm
D、電鍍及其它行業(yè)用板（純鈦）：0.1-50mm
鈦板用途：電子、化工、鐘表、眼鏡、首飾、體育用品、機(jī)械設(shè)備、電鍍?cè)O(shè)備、環(huán)保設(shè)備、高爾夫球及精密加工等行業(yè)。
鈦管規(guī)格：φ6-φ120mm壁厚：0.3-3.0mm
鈦管用途：環(huán)保設(shè)備、冷卻管、鈦發(fā)熱管、電鍍?cè)O(shè)備、戒指及各種精密電器用管等行業(yè)。
A、β鈦絲規(guī)格：φ0.8-φ6.0mm
B、眼鏡鈦絲規(guī)格：φ1.0-φ6.0mm專用鈦絲
C、鈦絲規(guī)格：φ0.2-φ8.0mm掛具專用
鈦絲用途：軍工、醫(yī)用、體育用品、眼鏡、耳環(huán)、頭飾、電鍍掛具、焊絲等行業(yè)。
A、方棒規(guī)格：方條：8-12mm
B、磨光圓棒：φ4-φ60mm
C、毛棒、黑皮棒：φ6-φ120mm
鈦棒用途：主要用于機(jī)械設(shè)備、電鍍?cè)O(shè)備、醫(yī)用、各種精密機(jī)件等行業(yè)。
4、TC4鈦合金的應(yīng)用
由于工業(yè)純鈦具有較好的綜合性能和優(yōu)異的耐蝕性能，使它成為許多工業(yè)部分不可缺少的結(jié)構(gòu)材料。而作為生物植入材料，自60年代以來(lái)，已在臨床上得到廣泛應(yīng)用。在所有的常用植入金屬材料中，鈦的生物相溶性好，而且由于其密度和彈性接近人骨，又無(wú)磁性，因而在不銹鋼、鈷鉻鉬合金和鈦三大金屬植入物材料中，鈦是最有發(fā)展前途的一種生物工程材料。鈦的應(yīng)用已解決了許多重大工程技術(shù)難題，促進(jìn)了科技進(jìn)步，帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，而TC4鈦合金的優(yōu)異性能和巨大潛力，又展示了其應(yīng)用的更廣闊的前景。
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