航空钛合金材料体系及钛合金化特点

一、航空钛合金类型

  钛合金是在纯钛中加入一种或几种其他合金元素，通过真空熔炼工艺熔炼，并可进一步通过热机械处理、粉末冶金、焊接和铸造等工艺方法制造各种产品的合金。钛合金具有密度低（4.5/㎝3，是低碳钢的57%）、比强度高、耐蚀性好、热导率低、无毒无磁、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强的特性，他是一种轻质高强度耐蚀结构材料，在武器装备中具有广泛的应用前景，并已经广泛应用于化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域。

  钛合金的分类方法有很多种，例如，按组织结构可分为α型钛合金、近α型钛合金、α-β型钛合金、近β型钛合金、亚稳定β型钛合金、β型合金等；按使用的领域可分为结构钛合金、热强钛合金、耐蚀钛合金和低温钛合金等；按制备方法分为变形钛合金，铸造钛合金和粉末钛合金。

㈠飞机结构钛合金类型

  飞机结构钛合金按设计用途和材料特性可分为低强度高塑性钛合金、中强度钛合金、高强度钛合金和损伤容限型钛合金等。

①低强度高塑性钛合金。抗拉强度低于700MPa的钛合金属于低强度高塑性钛合金，主要有TA18钛棒、TC1钛棒、TC2钛棒等。其主要特点是低合金化，高塑性和高韧性、并具有高可焊性、可成形性等、主要用来制造各种钣金件、蒙皮、管材零件等。

②中前度钛合金。抗拉强度在700MPa~1000MPa范围的太合计为中强度钛合金，主要有TA5钛棒、TC4钛棒、TC6钛棒等。这类合金的主要特点是具有良好的综合性能，既有较高的强度，又有足够的塑性以及优良的焊接性能，多用于制造承力构件。

③高强度钛合金。抗拉强度超过1000MPa。范围的钛合金为高强度钛合金，主要有TB5钛合金、TB6钛合金、TC6钛合金、TC18钛合金等。这类合金主要用于制造强度要求高、代替钢可达到高减重效果的承力构件、钣金件和经固件等。

④损伤容限型钛合金。具有高断裂韧度和低疲劳裂纹扩展速率的中/高强度钛合金称为损伤容限型钛合金，主要有TC4-DT和TC21等。这类合金是按耐久性/损伤容限设计准则运用飞机构件的承力构件，可进一步提高飞机设计使用寿命和降低使用寿命期内的维修与维护成本。