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航空用TC4鈦合金及板材成形應用技術
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航空用TC4鈦合金及板材成形應用技術

發布時間 :2021-01-22 06:26:55 瀏覽次數 :

1、材料簡介

TC4鈦合金是一種典型的α-β型兩相鈦合金,含有6%α穩定元素AI和4%β穩定元素Ⅴ。該合金具有優異的綜合性能,在航空和航天工業中獲得了最廣泛的應用。TC4合金長時間工作溫度可達400℃,在航空工業中主要用于制造發動機的風扇和壓氣機盤及葉片,以及飛機結構中的梁、接頭和隔框等重要承力構件。

TC4鈦合金板

TC4鈦合金的主要半成品是棒材、鍛件、厚板、薄板、型材和絲材等。合金主要在退火狀態下使用,也可以采用固溶時效處理進行一定的強化,淬透截面一般不超過25mm。

該合金具有良好的工藝塑性和超塑性,適合于各種壓力加工成形。該合金還可采用各種方式進行焊接和機械加工。GB/T 3620.1等標準規定的TC4鈦合金化學成分見表1。TC4鈦合金的α+β+p轉變溫度為990℃±20℃。

表1 TC4鈦合金化學成分    %(質量分數)

主要成分雜質,不大于
AIVTiFeCNHO其他元素
單個總和
5.5~6.83.5~4.5余量0.300.100.050.0150.200.100.40

2、應用技術

1)成形性能

表2 TC4鈦合金不同溫度下的變形抗力

變形溫度/℃以下變形速率的最大變形抗力/MPa
10-2/s-11/s-110/s-110-2/s-1
700354476514556
800171323357384
90075184204243
1000286185108
110014356068

2)典型鍛造工藝見表3

表3 典型鍛造工藝規范

鍛造類型加熱溫度/℃終鍛溫度/℃一火變形量/%
鑄錠開坯1050~1200≥85030~60
坯料鍛造≤100mm950~1000≥80040~70
>100mm
950~1050≥80040~70
壓力機模鍛920~950≥80040~70
鍛錘模鍛950~980≥80040~70

3)板材成形工藝性能見表4

表4 板材成形工藝性能

θ/℃極限拉深系數極限翻邊系數極限壓窩系數最小彎曲半徑
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)板材超塑性能見表5

表5 板材超塑性能

平均晶粒尺寸/μmASTM級別流變應力/MPa應變速率敏感指數m值
413690.8
9111030.6
11101380.5
2081720.4

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