知识片段：航空航天钛合金,TC17,TC18,TC21,TA15,TA19,TA7,TC6,TC16,TC25,TB5,TB6,TB8,Ti55531,Ti55, Ti60,Ti65,Ti150,Ti175,Ti180,Ti7333
标题：航空航天钛合金牌号、成分、温度、强度与选材全解析
知识类型：产品技术资料
钛合金具有密度低、比强度高、耐热性与耐蚀性好等突出特点，是航空航天结构材料体系中不可缺少的重要组成部分。在机体结构、航空发动机、起落架、紧固件与航天器等部位，合理选用钛合金牌号，能够在满足强度与耐温要求的同时显著降低结构重量。本文结合利泰金属（宝鸡市利泰有色金属有限公司）主营牌号，系统梳理航空航天用钛合金的分类体系、名义化学成分、工作温度、强度水平、执行标准、典型应用、使用原则与选材建议，供设计选型与采购参考。
按室温平衡组织的相组成，航空航天用钛合金通常分为 α 型及近 α 型、α+β 型、β 型及近 β 型三大类。我国牌号以 TA、TC、TB 分别对应上述三类，并以 Ti 系列编号表示自主研制的新型高强高温合金。
1、α 型及近 α 型：以 α 相为基体，β 相稳定元素总量通常不超过 2%。组织稳定、抗蠕变与热强性好、焊接性优良、可焊可加工，是航空发动机热端与高温承力件的重要选材，代表牌号有 TA7、TA15、TA19、TA12A、TC25、Ti55、Ti60、Ti65 等。
2、α+β 型：兼具 α 相的高温强度与 β 相的可热处理强化能力，强度、韧性、工艺性与成本较为均衡，用量占比高、规格体系成熟，覆盖机身、发动机、紧固件等多种工况，代表牌号有 TC4、TC6、TC11、TC16、TC17、TC18、TC19、TC21 等。
3、β 型及近 β 型：β 相稳定元素含量高、淬透性好，经固溶时效处理可获得超高强度并保持较好韧性，适合大截面承力件与冷成形件，代表牌号有 TB3、TB5、TB6、TB8、Ti55531、Ti7333 等。
4、新型高强高温钛合金：Ti55、Ti150、Ti175、Ti180、Ti7333 等面向新一代航空发动机与大型飞机研制，兼顾更高耐温、更高强度与更好的强韧匹配，是钛合金选材升级的重要方向。
下表汇总航空航天常用牌号的关键参数。名义化学成分按主流公开口径列出，工作温度区分长时服役温度与短时使用温度，强度水平给出标准值或典型值。不同规格、热处理状态与供货批次的实测数据会存在合理波动，实际以订货技术协议与材质质保书为准。
表 1 α 型及近 α 型（含高温钛合金）
| 牌号（相近牌号） | 名义化学成分（质量分数） | 长时服役温度 | 室温抗拉强度 Rm | 典型应用部位 |
|---|---|---|---|---|
| TA7（Gr6） | Ti-5Al-2.5Sn | ≤500℃（ELI 级可用于低温） | ≥785 MPa | 压气机盘、机匣，低温贮箱，焊接结构 |
| TA15（BT20） | Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V | 500℃ | ≥930 MPa | 飞机框体件、发动机机匣、焊接承力结构 |
| TA19（Ti-6242） | Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si | 500–550℃ | ≥930 MPa | 压气机机匣、盘、叶片，机体蒙皮 |
| TA12A | Ti-5.5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Nd（部分资料为 Ti-5.6Al-3.5Sn-3Zr-0.5Mo-0.3Si-0.4Nb-0.4Ta） | 550℃（短时 600℃） | 中高强（退火态） | 高压压气机盘、鼓筒、叶片 |
| TC25 | Ti-6Al-2Mo-2Zr-2Sn-1W-0.2Si | 500–550℃ | 高强（退火态） | 发动机转动件（盘、叶片） |
| Ti55（TA32） | Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Ta-Si 系 | 550–600℃（短时可达 650℃） | ≥950 MPa | 压气机叶片、整体叶盘、机匣 |
| Ti60（TA33） | Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Mo-0.4Si-0.1C | 600℃ | 中高强（600℃下 ≥550 MPa） | 压气机机匣、叶片、火焰筒 |
| Ti65 | Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Mo-0.3Si | 650℃ | 中高强（600℃下 ≥650 MPa） | 高压压气机叶片、外环 |
| Ti150 | Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Ta-Si 系 | 500–600℃ | ≥1500 MPa | 高压压气机后段盘、整体叶盘、起落架活塞杆 |
| Ti70 | Ti-5Al-4V-3Mo-2Cr | 中温 | 时效态 ≥1300 MPa | 蒙皮、薄壁结构、卫星可展开天线 |
| Ti80 | Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo | 中温 | ≥1000 MPa | 高强承力件、航天结构件 |
表 2 α+β 型
| 牌号（相近牌号） | 名义化学成分（质量分数） | 长时服役温度 | 室温抗拉强度 Rm | 典型应用部位 |
|---|---|---|---|---|
| TC1 | Ti-2Al-1.5Mn | ≤400℃ | ≥800 MPa | 焊接结构件、蒙皮 |
| TC4（Gr5、BT6） | Ti-6Al-4V | ≤350℃ | ≥895 MPa | 机身框、梁、接头、挂架，中低温部件 |
| TC4 ELI / TC4-DT | Ti-6Al-4V 低间隙型 / 损伤容限型 | ≤350℃ | ≥860 MPa，KIC 可达 70 MPa·m¹ᐟ² 以上 | 损伤容限关键件、低温贮箱 |
| TC6（BT3-1） | Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si | 400–450℃ | ≥980 MPa | 压气机盘、叶片、机匣，承力接头 |
| TC10 | Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe | 中温 | ≥1100 MPa | 机匣、火箭燃料贮箱、高温紧固件 |
| TC11（BT9） | Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si | 500℃ | ≥1030 MPa | 压气机盘、叶片，航天结构件 |
| TC16（BT16） | Ti-3Al-5Mo-4.5V | ≤350℃ | 退火态 ≥900 MPa；固溶时效 ≥1050 MPa | 冷镦紧固件（螺栓、铆钉、螺钉） |
| TC17（Ti-17） | Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr | ≤430℃ | ≥1120 MPa | 风扇盘、压气机盘、整体叶盘、大型锻件 |
| TC18（BT22） | Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe | 中温 | 1080–1400 MPa | 大型起落架、机身对接框 |
| TC19（Ti-6246） | Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo | 400–500℃ | 固溶时效 ≈1150 MPa | 压气机盘、厚截面转动件 |
| TC21 | Ti-6Al-2Sn-2Zr-3Mo-1Cr-2Nb-0.1Si | ≤500℃ | ≥1100 MPa，KIC ≥70 MPa·m¹ᐟ² | 机身框、翼梁、接头、起落架 |
| Ti175 | Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr 系 | 420–550℃ | ≥1240 MPa | 压气机盘、整体叶盘、机匣承力环、高强紧固件 |
| Ti180 | Ti-Al-Sn-Zr-Mo（Nb）系 | 450–550℃ | 固溶时效 1100–1250 MPa | 发动机承力件、机匣、叶片、盘件 |
表 3 β 型及近 β 型
| 牌号（相近牌号） | 名义化学成分（质量分数） | 长时服役温度 | 室温抗拉强度 Rm | 典型应用部位 |
|---|---|---|---|---|
| TB3 | Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al | ≤350℃ | 时效态 ≥1100 MPa | 冷镦紧固件 |
| TB5（Gr19） | Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al | 中温 | 时效态 1250–1400 MPa | 高强钣金件、薄壁结构、紧固件 |
| TB6（Ti-10-2-3） | Ti-10V-2Fe-3Al | ≤320℃ | ≥1200 MPa（可达 1350 MPa） | 起落架、大型模锻件 |
| TB8（β-21S） | Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.25Si | ≤540℃ | 时效态 1350–1420 MPa | 后机身承力框、航空结构件、排气系统 |
| Ti55531 | Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr | ≤400℃ | ≥1100 MPa（可达 1240 MPa） | 起落架、主承力框、发射装置 |
| Ti7333 | Ti-7Mo-3Nb-3Cr-3Al | 中温 | ≥1100 MPa（优化状态 1300–1450 MPa） | 起落架、承力框、高强紧固件 |
1、机体结构：机身框、梁、接头、隔框、蒙皮等以静强度与减重为主要目标，常用 TC4、TC4-DT、TC21、TA15 等；对损伤容限要求高的关键承力框、翼梁偏向选用高断裂韧性牌号。
2、航空发动机：按温度分层选材。低温段可用 TC4；中温段（400–500℃）常用 TC6、TC11、TC19；高温段（500–550℃）常用 TA15、TA19、TA12A、TC25、Ti55、Ti175；更高温段（550–650℃）采用 Ti55、Ti150、Ti60、Ti65 等高温钛合金，用于压气机盘、叶片、整体叶盘、机匣与承力环。
3、起落架与主承力结构：需承受超高应力与交变载荷，常用 TC18、TB6、Ti55531、Ti7333 等高强/超高强钛合金替代高强钢，实现明显减重；其中 TB8 也用于后机身承力框等结构。
4、紧固件与连接件：螺栓、铆钉、螺钉等以冷镦成形为主，常用 TC16、TB3、TB5 等，兼顾冷加工塑性与时效后的高强度；高强连接件可选用 Ti175、Ti7333。
5、管路、液压与低温系统：TA7、TC4、TC1 等用于管路、液压件与低温贮箱，低温工况可选用低间隙（ELI）牌号以改善低温韧性。
6、航天器结构：Ti80、Ti150、Ti175、Ti180、Ti7333 等用于火箭贮箱、航天器承力框架、发动机高温结构件等高应力、减重要求突出的部位。
航空航天用钛合金材料通常需同时满足化学成分、力学性能、组织与无损检测等多层标准要求。常用标准体系汇总如下。
| 类别 | 主要标准 | 适用范围 |
|---|---|---|
| 国标·成分 | GB/T 3620.1、GB/T 3620.2 | 钛及钛合金牌号和化学成分、加工产品成分允许偏差 |
| 国标·产品 | GB/T 2965、GB/T 3621 | 钛及钛合金棒材、板材 |
| 国标·组织与探伤 | GB/T 5168、GB/T 5193 | 两相钛合金高低倍组织检验方法、加工产品超声波探伤方法 |
| 军标·棒坯 | GJB 2218A-2018 | 航空用钛及钛合金棒材和锻坯规范（覆盖 TA15、TA19、TC4ELI、TC21、TA32 等牌号） |
| 军标·锻件 | GJB 2744A-2019 | 航空用钛及钛合金锻件规范（覆盖多种航空牌号） |
| 军标·紧固件 | GJB 2219、GJB 1538A、GJB 2220A | 紧固件用钛及钛合金棒丝材及技术条件 |
| 航标 | HB 6623.2、HB 7761、HB 7716、HB 7237 | TA15 棒材、Ti55 棒材、表面质量与尺寸、航空专用探伤 |
| 美标 | ASTM B348、B381、B265；AMS 4928、AMS 4911、AMS 4967、AMS 4979 | 钛棒、钛锻件、钛板；TC4 棒材/板材/锻件，Ti180 等专用规范 |
| 俄系相近标准 | BT20、BT22、BT3-1、BT9、BT16、BT6 | 与 TA15、TC18、TC6、TC11、TC16、TC4 相近的俄系牌号 |
1、按温度定边界，长时与短时分开：近 α 型高温合金按其长时服役温度选用，短时超温工况应单独核算；超过温度上限长期使用会引起组织退化与塑性下降。
2、按强化机制定热处理：近 α 型多以退火态供货；可热处理强化的 α+β 型、β 型通过固溶加时效调控强度与塑性匹配，时效制度直接影响缺口敏感性。
3、关键承力件遵循损伤容限原则：控制氧等间隙元素含量以获得较高断裂韧性，结合断裂韧性与裂纹扩展速率进行评估，并确保结构的可检性。
4、重视组织控制：组织应无完整原始 β 晶界、无目视可见冶金缺陷（裂纹、偏析、夹杂、气孔等），等轴、双态、网篮与片层组织的取舍按强度、塑性与韧性的需求平衡。
5、落实无损检测与批次追溯：按超声波探伤（GB/T 5193、GJB 1580 等）与金相、力学性能检验验收，实行熔炼炉号与锭节号管理，确保材质可追溯。
6、注意焊接与连接工艺：TA7、TA15、TC4、TC1 等焊接性较好，可采用氩弧焊、电子束焊、扩散焊；TC6 等焊接性相对偏低，需严格控制焊后热处理与保护气氛。
7、防范电偶腐蚀与氢脆：钛与铝、钢等异种金属接触部位应做绝缘隔离；高强 β 合金需控制氢含量与缺口敏感性，避免氢脆与时效脆化。
8、控制表面完整性：机加工与磨削留下的烧伤层、刀痕与拉应力会成为疲劳源，关键受力区可安排喷丸强化与去应力处理，形成残余压应力。
1、按服役温度初筛牌号：
| 服役温度区间 | 推荐牌号 | 说明 |
|---|---|---|
| ≤350℃ | TC4、TC4 ELI/DT、TC16、TB5、TC1 | 中低温结构、紧固件、钣金与焊接件 |
| 400–500℃ | TC6、TC11、TC19、TC21 | 中温承力、压气机部件、损伤容限件 |
| 500–550℃ | TA15、TA19、TA12A、TC25、Ti55、Ti175 | 发动机热端、机匣、盘件、高强紧固件 |
| 550–600℃ | Ti55、Ti150 | 高压压气机后段、整体叶盘 |
| 600–650℃ | Ti60、Ti65 | 高压压气机叶片、外环等高温部件 |
2、按承载类型匹配牌号：静强度承力件优先考虑 TC18、TB6、Ti55531、Ti7333；损伤容限件优先考虑 TC4-DT、TC21；超高强紧固件优先考虑 TC16、TB3、TB8、Ti175；转动件优先考虑 TC11、TC17、TC19、TC25、Ti175；冷成形薄壁件可考虑 TB5、Ti70。
3、按工艺路线筛选：焊接结构优先选 TA7、TA15、TC1、TC4；冷镦紧固件优先选 TC16、TB3、TB5；需要大截面均匀淬透的锻件优先选 TC18、TC19、Ti55531、Ti7333；需超塑成形或冷成形的选 TB5、Ti70、Ti80。
4、按成品形态对接：棒材用于盘、轴、螺栓等；板材用于蒙皮、隔框、蜂窝结构；锻件用于起落架、机匣、承力框。选材时应同步确认可供应规格与可执行标准。
5、五步选材流程：明确服役温度与介质 → 确定载荷性质与目标寿命 → 匹配强度、韧性与损伤容限指标 → 核对热处理工艺、组织与规格 → 验证执行标准与检测要求，并要求随货提供成分、力学性能与无损检测报告。
宝鸡市利泰有色金属有限公司（简称"利泰金属"）成立于 2005 年，位于陕西省宝鸡市——国内重要的钛及稀有金属加工产业基地。公司依托宝鸡钛产业集群的区位、材料与配套优势，专业从事钛、锆、钽、铌、镍、钨钼等稀有金属材料的加工、生产、经销与研发，并承接化工设备及非标配件制造，已通过 ISO 9001 质量管理体系认证，材质全程可追溯。
1、牌号覆盖：涵盖航空航天常用牌号——α 型及近 α 型的 TA5、TA7、TA12A、TA15、TA19、Ti55、Ti60、Ti65 等；α+β 型的 TC1、TC4、TC6、TC10、TC11、TC16、TC17、TC18、TC19、TC21、TC25 等；β 型及近 β 型的 TB3、TB5、TB6、TB8、Ti55531 等；以及新型高强高温钛合金 Ti55、Ti150、Ti175、Ti180、Ti7333。
2、产品形态：钛棒（光棒、黑皮棒、锻棒）、钛板（薄板、中厚板）、钛锻件、钛管、钛丝、钛加工件与异形件等，可按图定制，支持小批量试样与批量交付。
3、质量与检测：化学成分、室温与高温拉伸、金相组织、超声波探伤等按相应国标、军标、航标或 ASTM/AMS 标准组织生产与验收，可提供第三方机构复验。
公司名称：宝鸡市利泰有色金属有限公司（利泰金属）
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线上商铺：阿里巴巴商铺 baojiliti.1688.com
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