概述

Ti-13V-11Cr-3A合金是一种中等强度的 α-β 型两相钛合金，含有6% α 稳定元素AI和4% β 稳定元素V。该合金具有优的综合性能，在航空和航天工业中获得了广的应用。合金长时间工作温度可达400℃，在航空工业中主要用于制造发动机的风扇和压气机盘及叶片，以及飞机结构中的梁、接头和隔框等重要承力构件。

 的主要半成品是棒材、锻件、厚板、薄板、型材和丝材等。合金主要在退火状态下使用，也可以采用固溶时效处理进行一定的强化，然而淬透截面一般不超过25mm。

该合金具有良好的工艺塑性和超塑性，适合于各种压力加工成形。该合金还可采用各种方式进行焊接和机械加工。

熔炼与铸造工艺

铸锭应该经过两次以上真空自耗电极电弧炉熔炼。发动机转子零件用料应经过三次熔炼。合金元素V以A1-V中间合金方式加入。自耗电极的焊接严禁使用钨极氩弧焊，采用氩气保护等离子焊接方法。

 纯钛的抗拉强度为 265～353MPa，一般钛合金为686～1176MPa，目前高可达1764MPa。钛合金与许多钢的强度相当，但钢的比强度远不如钛合金。

 钛和钛合金的压缩强度不低于其抗拉强度。工业纯钛的压缩屈服强度和拉伸屈服强度大致相等，而Ti-6AI-4V 和Ti-5AI-2.5Sn 压缩强度比拉伸强度稍高。

 剪切强度一般为抗拉强度的 60％～70％。钛和钛合金薄板的承压屈服强度大约是抗拉强度的 1.2～2.0 倍。

 在正常大气气氛下，经加工和退火的钛和钛合金的持久极限为 0.5～0.65 抗拉强度。在缺口状态（Kt=3.9）进行1000万次疲劳试验时，退火Ti-6AI-4V 的持久极限为0.2 倍抗拉强度。

 高纯度级的加工工业纯钛的硬度通常小于120HB（布氏硬度)，其他工业纯的加工钛的硬度为200～295HB。纯钛铸件的硬度为200～220HB。钛合金在退火状态下的硬度值为32～38HRC（洛氏)，相当于298～349HB。铸态的Ti-5Al-2.5Sn 和Ti-6AI-4V的硬度为320HB，低间隙杂质Ti-6Al-4V铸件的硬度为310HB。

 应用概况

 钛合金在国内是20世纪60年代初期开始研制生产的，现已广用于制造航空发动机风扇和压气机的盘与叶片，以及飞机结构中的各种承力梁、框、接头和紧固件等。

 特殊要求

1）初生α相数量

TC4合金的力学性能与初生 α 相数量和形态有密切关系，一般讲，初生 α 相含量越多，室温拉伸塑性和疲劳性能越好；初生 α 相数量越少，则高温持久、蠕变和断裂韧度越好。为了获得优的综合性能，初生 α 相含量通常希望控制在15%-50%范围内。如果初生 α 相含量超过这个范围，允许在正常退火之前增加一次高温固溶处理，即在 β 转变温度以下30-60℃保温lh，随后空冷或水冷。当初生 α 相含量过少时，只能通过在两相区的重新热变形来提高初生 α 相含量。

2）氧含量影响

随着氧含量的增加，TC4合金的抗拉强度明显提高，拉伸塑性和断裂韧度急剧下降。氧含量过高还会导至焊接性能变差。因此，在***强度水平的前提下，应将氧含量控制在较低的范围内。特别是用于低温下工作的各种容器，应该选用w(o)≤0.13%的TC4合金材料。