航空鈦合金材料體系及鈦合金化特點

一、航空鈦合金類型

  鈦合金是在純鈦中加入一種或幾種其他合金元素，通過真空熔煉工藝熔煉，并可進一步通過熱機械處理、粉末冶金、焊接和鑄造等工藝方法制造各種產品的合金。鈦合金具有密度低（4.5/㎝3，是低碳鋼的57%）、比強度高、耐蝕性好、熱導率低、無毒無磁、可焊接、生物相容性好、表面可裝飾性強的特性，他是一種輕質高強度耐蝕結構材料，在武器裝備中具有廣泛的應用前景，并已經廣泛應用于化工、石油、電力、醫療、建筑、體育用品等領域。

  鈦合金的分類方法有很多種，例如，按組織結構可分為α型鈦合金、近α型鈦合金、α-β型鈦合金、近β型鈦合金、亞穩定β型鈦合金、β型合金等；按使用的領域可分為結構鈦合金、熱強鈦合金、耐蝕鈦合金和低溫鈦合金等；按制備方法分為變形鈦合金，鑄造鈦合金和粉末鈦合金。

㈠飛機結構鈦合金類型

  飛機結構鈦合金按設計用途和材料特性可分為低強度高塑性鈦合金、中強度鈦合金、高強度鈦合金和損傷容限型鈦合金等。

①低強度高塑性鈦合金。抗拉強度低于700MPa的鈦合金屬于低強度高塑性鈦合金，主要有TA18鈦棒、TC1鈦棒、TC2鈦棒等。其主要特點是低合金化，高塑性和高韌性、并具有高可焊性、可成形性等、主要用來制造各種鈑金件、蒙皮、管材零件等。

②中前度鈦合金。抗拉強度在700MPa~1000MPa范圍的太合計為中強度鈦合金，主要有TA5鈦棒、TC4鈦棒、TC6鈦棒等。這類合金的主要特點是具有良好的綜合性能，既有較高的強度，又有足夠的塑性以及優良的焊接性能，多用于制造承力構件。

③高強度鈦合金。抗拉強度超過1000MPa。范圍的鈦合金為高強度鈦合金，主要有TB5鈦合金、TB6鈦合金、TC6鈦合金、TC18鈦合金等。這類合金主要用于制造強度要求高、代替鋼可達到高減重效果的承力構件、鈑金件和經固件等。

④損傷容限型鈦合金。具有高斷裂韌度和低疲勞裂紋擴展速率的中/高強度鈦合金稱為損傷容限型鈦合金，主要有TC4-DT和TC21等。這類合金是按耐久性/損傷容限設計準則運用飛機構件的承力構件，可進一步提高飛機設計使用壽命和降低使用壽命期內的維修與維護成本。