供應TC4鈦合金的常見問題性能分析

鈦合金的常見問題——宏荔金屬
TC4鈦合金、TC4鈦合金板、TC4鈦合金棒、TC4鈦合金帶、TC4鈦合金管
誤導一：鈦合金很輕，比鋁輕，跟碳纖維差不多的重量。
我暫時沒有碳纖維的精確數據，先拋開。我們看下經常使用在自行車上的三種金屬材料：鋼，鋁，鈦的比重吧。
樣體積的3種材料，用這3個數字合計可以得出，鈦約為鋼的重量的57.4%，鋁約為鋼重量的34.4%。所以鋁是輕的，復雜說，一樣體積的鋁材比鈦合金輕了40%，比鋼輕了65%。
同時，另外一個經常在網上泛起的說辭也會被戳破。鈦是鋼的一半重量。 精確地說，應當是57%以上才對。

誤導二：鈦是罕見金屬，所以斗勁貴。這一點我不多說了，鈦元素絕不夸大地說，在地上隨意抓一把土，拿去做下元素闡明，必然能找到良多鈦元素的身影。
鈦之所以貴，其實不是由于稠密，而是由于冶煉和前期加工的難度形成的。

誤導三：鈦合金自行車架焊接越厚實，焊點越多越堅固。
金屬的焊接，是操縱高熱能使金屬之間的接觸點，霎時抵達以至超越熔點，讓焊件霎時連系的道理來任務的。
看上面的表格可以知道3種金屬的各自熔點。
可以這么說，焊接面積越大，焊接熱量需求就越大，熱量過量積儲會修改金屬份子的擺列，金屬份子擺列的修改就發生了金屬內在的應力修改。應力沒法消弭，就很能夠會形成焊接面的軟化和脆化。

說的仿佛有點高深了，復雜點說，鈦金屬和其他金屬的熱效應和熱措置編制是完全不合的，高熔點而且完全無氧的形狀下嘗試焊接，必需盡能夠的增添焊口上的熱能積儲。這樣才更能保證增添金屬應力的發生。所以焊接的時辰，讓焊口較好的暢通領悟就好了，不要追求大面積焊接。

實際證實，焊接越龐雜，越多補強的鈦架，泛起成績的幾率也越大。雖然這也不是，有些公司有進步前輩的鈦合金產物熱措置裝備的，會經由過程非凡的熱措置手藝著落這類風險。
這里要添加一點必需警戒的，焊疤（焊接后的概略魚鱗狀一般）打磨其實不克不及消弭金屬內部的應力，打磨多了出格是鈦合金的焊接處，反而能夠著落了焊接強度，這個必然要看重，買鈦架好不要買磨過焊疤的。

誤導四：6-4ti自行車架才是好的鈦架。
良多人都籠統地把鈦架去跟其他材質的自行車架去斗勁，有愛有恨。這是人之常情。
其實有需求先把鈦架也做下分類，就好比一樣是鋼架，有的是碳鋼的，有的是錳鋼的，有的是珞鉬鋼的，代價也是千差萬別。好的鋼架也有萬元級另外，這不是新奇話題。鋁架也一樣，因鋁合金材質，自行車架臨盆廠家，車款，制造工藝，概略措置工藝等的不合，兩個自行車架之間的代價差也會相當驚人的。鈦架也一樣，這幾年從我手上經由的鈦架也有幾百個了。代價不同仍是挺大的。所以說其實不是某種近似材質的自行車架就是一樣的素質。必然要分隔來說，以事論事的。
曾有段時候，傳說6-4鈦合金的自行車架才是好的鈦架。我也曾詰問過這個任務。當時發覺，其實不是這么回事。
首先說下6-4鈦合金是怎么回事。
按照國標GB/T 3602.1-2007的劃定，合金商標TC4即表面化學成份Ti-6Al-4V的鈦合金，就是我們俗稱的6-4鈦。這類合金中增加了鋁（Al)成份占5.5%～6.5%,釩（V)成份占3.5%～4.5%,用100%減掉這兩個成份以后的余量就是鈦和其它元素的雜質。
鈦及鈦合優秀號、特性及應用
Ti-6Al-4V
    屬于熱處理強化的鈦合金，它具有較好的焊接性薄板成型性和鍛造性能。用于制造噴氣發動機壓縮機葉片，葉輪等。其他如起落架輪和結構件，緊固件，支架，飛機附件，框架、桁條結構、管道，應用非常廣泛。
Ti-5Al-2.5Sn
    鍛造時抗裂紋的能力較好，成型性尚可，焊接性良好，熱處理不能強化。用于傳動齒輪箱外殼，噴氣發動機外殼裝置及導向葉片罩，管道結構等。
Ti-8Al-1Mo-1V
    成型性及鍛造時抗裂紋的能力尚可，焊接性好，但不可熱處理強化。用地制作噴氣發動機葉片，葉輪和外殼，陀螺儀萬向導向葉片罩，噴管裝置的內蒙皮和框架等。
Ti-6Al-6V-2Sn
    屬于可熱處理強化的鈦合金，鍛造時抗裂紋的能力好，但焊接性差。用于制造緊固件，入風口控制導向裝置，試驗結構件。
Ti-13V-11Cr-3Al
    屬于可熱處理強化的鈦合金，成型性良好，鍛造時有一定抗裂紋能力，焊接性尚可，用作結構鍛件，板狀桁條結構，蒙皮，框架、支架、飛機附件，緊固件。
Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.2Si
    屬于可熱處理強化的鈦合金，鍛造時抗裂紋的能力好，用于制造噴氣發動機葉片，葉輪，起落架滾輪，飛機骨架、緊固件等。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo
    成型性焊接性好，鍛造時有良好的抗裂紋能力，但不熱處理強化。用于制造壓縮機葉片，葉輪，起落架滾輪，隔圈壓氣機箱組合件，飛機骨架，蒙皮構件等。
Ti-4Al-3Mo-1V
    屬于可熱處理強化的鈦合金，鍛造性、成型性好。用于制造飛機骨架構件。
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鈦合金性能
鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關，最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。99.5%工業純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔點為1725℃，導熱系數λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195

強度高
鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右， 僅為鋼的60%，純鈦的密度才接近普通鋼的密度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大于其他金屬結構材料，見表7-1，可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。

熱強度高
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度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。

抗蝕性好
鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，其抗蝕性遠優于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

低溫性能好
鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。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。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。

化學活性大
鈦的化學活性大，與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。含碳量大于0.2%時，會在鈦合金中形成硬質TiC；溫度較高時，與N作用也會形成TiN硬質表層；在600℃以上時，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達0.1～0.15 mm，硬化程度為20%～30%。鈦的化學親和性也大，易與摩擦表面產生粘附現象。

導熱彈性小
鈦的導熱系數λ=15.24W/（m.K）約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜制作細長桿和薄壁件，切削時加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的2～3倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。