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航空用TC4钛合金及板材成形应用技术
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航空用TC4钛合金及板材成形应用技术

发布时间 :2021-02-14 06:26:55 浏览次数 :

1、材料简介

TC4钛合金是一种典型的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。该合金具有优异的综合性能,在航空和航天工业中获得了最广泛的应用。TC4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。

TC4钛合金板

TC4钛合金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,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。GB/T 3620.1等标准规定的TC4钛合金化学成分见表1。TC4钛合金的α+β+p转变温度为990℃±20℃。

表1 TC4钛合金化学成分    %(质量分数)

主要成分杂质,不大于
AIVTiFeCNHO其他元素
单个总和
5.5~6.83.5~4.5余量0.300.100.050.0150.200.100.40

2、应用技术

1)成形性能

表2 TC4钛合金不同温度下的变形抗力

变形温度/℃以下变形速率的最大变形抗力/MPa
10-2/s-11/s-110/s-110-2/s-1
700354476514556
800171323357384
90075184204243
1000286185108
110014356068

2)典型锻造工艺见表3

表3 典型锻造工艺规范

锻造类型加热温度/℃终锻温度/℃一火变形量/%
铸锭开坯1050~1200≥85030~60
坯料锻造≤100mm950~1000≥80040~70
>100mm
950~1050≥80040~70
压力机模锻920~950≥80040~70
锻锤模锻950~980≥80040~70

3)板材成形工艺性能见表4

表4 板材成形工艺性能

θ/℃极限拉深系数极限翻边系数极限压窝系数最小弯曲半径
201.2~1.51.3~1.55~7(3.5~5.0)δ
650~8001.4~1.71.45~1.7510~14(2.3~4.0)δ

4)板材超塑性能见表5

表5 板材超塑性能

平均晶粒尺寸/μmASTM级别流变应力/MPa应变速率敏感指数m值
413690.8
9111030.6
11101380.5
2081720.4

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