鑄造鈦合金的分類及其特性、牌號、化學成分

鈦合金綜合性能良好,是一種優良的結構材料,應用廣泛。然而,鈦合金的性價比比較低,零件不易機械加工,成本高。通過鑄造方法,特別是精密鑄造可以直接制造形狀復雜的零件,免去大量的機械加工工序,使材料的利用率提高到接近90%。

鑄造鈦合金通常按照相組成分為a、a+B和β合金,按習慣也分為鑄造高強、耐熱和耐蝕鈦合金。其中鑄造Ti-6Ai-4V和T5Ai-2.5Sn是應用較為廣泛的鑄造鈦合金,其特點是具有中等的強度和耐熱、耐蝕性,以及良好的塑性,特別適合航空航天發動機和結構鑄件使用。美國開發的鑄造Ti6242合金(Ti-6Ai-2sn-4Zr-2Mo)可在500℃以下工作,可用于航空發動機的壓氣機零件,約占鑄造鈦合金用量的2%以上。我國的ZTC6是借鑒Ti6242合金開發的一種近α型鈦合金,該合金的鋁含量控制在8%以下,高溫熱穩定性能良好,已應用到500℃以下的發動機部件。ZTC3(Ti-Al-Mo-Si系)也可以在500℃以下長期使用,由于添加了稀土元素Ce,合金具有很好的耐熱性能。鑄造Ti153合金(Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn)屬于亞穩B型高強鈦合金,該合金可以進行固溶和時效強化,該合金的強度可達到1200MPa以上,而且合金具有5%以上的伸長率。ZTC5合金是我國自行研制的高強度鈦合金,它是Ti- Al-Mo-Sn-Zr系耐熱鈦合金基礎上發展的一種a+型鑄造鈦金,通過快速共析元素的加入,提高了合金時效時的強度,該合不僅高強高韌,而且在350℃以下使用,具有很好的熱穩定性。