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1、钛及钛合金的分类 市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类： 一工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882C为a晶型，原子结构呈密排 六方晶格，从882C至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。工业纯钛在金相 组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。由 于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。基本上是沿着晶界分 布。2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2TA4每个类型的各 有两个，它们的差异就是纯度的不同。从表中我们可以看出，从 TA1TA4 每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙元素的缩写， 也就是高纯度的意思。由于 Fe， C
2、, N, H, O 在 aTi 中是以间隙元素存在的， 它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响， C,N,0固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和 脆化。这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质 量。要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。在标准 中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。这些 标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准我们国家的标准正在努 力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很 多老标准都是沿袭前苏联的，特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各
3、 牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。这个新标准主要是参 照ISO国际标准外科植入物和美国ASTM材料标准B265, B33& B34& B381, B861, B862, B863这七个标准。并且与ISO和美国的ASTM标准相对 应，例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。这 样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照，也有利于在技术和 商贸上与国际上的交流。表 1钛及钛合金牌号和化学成分合金牌 号名义化 学成分杂质不大于FeCNHO其他兀素单一总和TA1ELI工业纯 钛0.100.030.0120.00800.100.050.20
4、TA1工业纯 钛0.200.080.0300.01500.180.100.40TA1-1工业纯 钛0.150.050.0300.00300.120.10TA2ELI工业纯 钛0.200.050.0300.00800.100.050.20TA2工业纯 钛0.300.080.0300.01500.250.100.40TA3ELI工业纯 钛0.250.050.0400.00800.180.050.20TA3工业纯0.300.080.0500.01500.350.100.40钛TA4ELI工业纯 钛0.300.050.0500.00800.250.05TA4工业纯 钛0.500.080.0500.01
5、500.400.100.200.40这个新标准的纯钛表上2007相对照，原来的TA0变为TA1,原来的TA1变为TA2,原 来的TA2变为TA3,原来的TA3变为TA4,而原来的TA4变为TA28,二是随着牌号的数字增加， 这5个杂质元素的含量也在增加，也就意味着强度增加，塑性逐步下降。这里还要注意的一点 是，Fe,这个元素是作为杂质存在的，而不是作为合金元素特意加入的。2007标准中我们可以 看出，TA1TA4杂质元素含量逐步增加，但主要是Fe,和O这两个元素增量明显，C, N, H的 增加不是很明显。工业纯钛有别于化学纯钛，化学纯钛是用于科研机构进行纯金属某些特性的科学研究，而 工业纯钛是
6、直接在各行业应用的材料，同时比化学纯钛含有较多的上述5种杂质，工业纯钛的 特性就是其强度不高，塑性好，易于加工成型，可以冲压.，焊接，机加工性能也较好，在各种 氧化腐蚀的环境里具有良好的耐腐蚀特性。所以在板材这个品种里大约70%以上的都是工业纯 钛的，主要应用于化工行业的反应釜，压力容器的加工成型。在这几个纯钛牌号中，应用最广 泛的是TA1,，其次是TA2.O讲到工业纯钛有一点大家必须明确，就是工业纯钛不能用热处理的 方法提高强度，如果某一批号的纯钛的力学性能低了，别梦想着怎么处理一下让它合格，那是 白费劲。工业纯钛金相组织TA2 650C 退火 100X钛合金的分类据资料介绍，有多种分类法，
7、比较常见的是以退火后的金相组 织形态进行分类：1.退火后基本组织是a相的，称为a型钛合金。TA7 100X，是比较典型的a合金组织。2.退火后基本组织是a+B,但是以a相为主的，称为近a型合金这是TA15完全退火后的组织，a含量能占到接近70%左右。3.退火后基本相a+B，两个相相近，称为a+B型合金，也可以称为a等轴+B转或者a初生等轴+B转或者a初生等轴+a魏氏+B残余r-这是TC4完全退火后的典型两相组织照片200X，是a+B各相都接近50% 的形态。这是TC11完全退火后的等轴a与B转各占近50%的金相照片。TC21 100X a相占35%45% 也是典型的a+B组织4.退火后基本上是
8、B相，但还有一定的a相的，称为近B型合金这是TB3 100X的金相组织，a相的含量较少。5.退火后基本全是B相的，称为B型合金Ti40 (Ti25V15Cr)阻燃钛合金 100X这些照片能给我们对钛及钛合金金相知识不多的人，会有一些初步的认识。钛及钛合金牌号及退火后金相组织分类类型牌号与国外相近的牌号名义成分晶 型金相组织特点工业 纯钛TA1Gr.l BT1-00工业纯钛a 型a单项组织TA1-ELI工业纯钛TA1-1BT-00CB工业纯钛TA2Gr.2 BT1-0工业纯钛TA2-ELI工业纯钛TA3Gr.3工业纯钛TA3-ELI工业纯钛TA4工业纯钛TA4-ELI工业纯钛a合 金TA5TA6
9、BT5TA7Gr.6 BT5-1TA7ELITi-5Al-2.5Sn(ELI)Ti-5Ai-2.5Sn(ELI)TA8TA8-1TA9TA9-1TA10TA11Ti-811Ti-8Al-lMoTVTA12(Ti-55)TA12-1(Ti-55)TA13IMI230TA14Ti-679(IMI679)TA15BT20TA15-1BT20-1CBTA15-2BT20-2CBTA16n T-7MTA17n T-3BTi-4Al-2VTA18Gr.9 0T41BTA19Ti-6242STA20cn T-2TA21OT4-0Ti-lAl-IMnTA22(Ti-31)Ti-3Al-lMo-lNi-lZrT
10、A22-1(Ti-31A)TA23(Ti-70)TA23-1(Ti-70A)TA24(Ti-75)Ti-3Al-2Mo-2ZrTA24-1(Ti-75A)TA25TA26TA27TA27-1TA28Ti-3AlTC1OT4-1TC2OT4TC3Ti-5Al-4VTC4Gr.5 BT6Ti-6Al-4VTC4ELIGr23Ti-6Al-4VELITi-6Al-4Va+B转a+Ba+合金B近a 合金a+a+TC6BT3-1TC8BT8TC9TC10Ti-662TC11BT9TC12Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Zr-2Sn-lNbTC15TC16BT16TC17*Ti-17Ti-5Al-2Sn-
11、2Zr-4Mo-4CrTC18*BT22TC19Ti-6246Ti-6Al-2Sn-4Zr-6MoTC20IMI367Ti-6Al-7NbTC21*(Ti-62222S)TC22TC23TC24*Ti-4322SP-700TC25*BT25TC26Ti-13Nb-13ZrTi-13Nb-13ZrTB2Ti-3Al-5Mo-5V-8CrTB3TB4Ti-4Al-7Mo-10V-2Fe-lZrTB5Ti-15-3-3-3Ti-15V-3Cr-3Sn-3AlTB6Ti-1023Ti-10V-2Fe-3AlTB7Ti-32Ti-32MoTB8B21sTB9B cTi-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Z
12、rTB10(Ti-5523)Ti-5Mo-5V-2Cr-3AlTB11Ti-15MoTi-15Mo近B 合金B合 金B+B转中析出a均 衡 组 织B+少量a还有一种航空界虽然也是以退火后的金相组织进行分类，但是分的更细，以 铝的含量多少进一步分类，主要有：1. 工业纯钛2. a 型钛合金3. 低铝当量近a型钛合金V54. 高铝当量近a型钛合金5. 低铝当量马氏体a+B型钛合金（V5）6. 高铝当量马氏体a+B型钛合金7. 近亚稳定B型钛合金8. 亚稳定 B 型钛合金9. 稳定 B 型钛合金这里要解释一下为什么把 a+B 钛合金称为马氏体钛合金，所谓马氏体就是指 a+B 钛合金在淬火后的组织特点，而退火后的组织里是没有马氏体的。在原始的 B 相成分没有发生变化，但是晶体结构发生了变化的过饱和固溶体就是钛合金的马 氏体，和钢铁中的马氏体有类似的特性。
