航空舰船制造领域用Ti55531钛合金的综合性能

发布时间: 2025-05-16 15:36:08    浏览次数:

Ti55531 钛合金(Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr)是新型高强高韧近 β 型钛合金,在航空领域可用于飞机起落架(承受起降冲击力与载荷、减轻重量)、发动机吊挂(保证飞行中稳定)、机翼及机身承力结构件(轻量化设计)、航空发动机压气机盘与叶片等高温高压部件(满足恶劣环境性能要求),如空客 A380 起落架与发动机吊挂、波音 787 和空客 A350 部分承力件均有应用;在舰船领域适用于耐压壳体(承受海水压力、耐腐蚀)、螺旋桨(耐蚀抗空蚀、降噪声振动)、海水冷却与燃油等管道系统(防腐蚀泄漏)及发动机曲轴、连杆等零部件(适应海洋环境、稳定运行),凭借其高强度、高韧性、耐腐蚀性等优势提升航空舰船设备的可靠性与性能。利泰金属结合多年的Ti55531钛合金棒板锻件的深加工,将其综合性能以多表呈现如下:

1. 定义及化学成分

类别描述
名义定义近β型钛合金,以Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr为基,具有高强韧性和深淬透性。
化学成分Al: 4.5-5.5%, Mo: 4.5-5.5%, V: 4.5-5.5%, Cr: 2.8-3.2%, Zr: 0.8-1.2%, Fe≤0.25%, O≤0.15%, 余量Ti。

2. 物理性能

参数数值
密度4.65-4.75 g/cm³
熔点1600-1650℃
热导率6.7 W/(m·K)
热膨胀系数8.6×10⁻⁶/℃ (20-400℃)

3. 机械性能

性能数值(固溶+时效态)
抗拉强度 (Rm)1250-1400 MPa
屈服强度 (Rp0.2)1150-1300 MPa
延伸率 (A)8-12%
断裂韧性 (KIC)50-70 MPa·√m

aef517099495486c4f370c9f127cbb80.jpg

4. 耐腐蚀性能

环境表现
海水优异抗点蚀和应力腐蚀开裂能力
酸性介质需表面处理(如阳极氧化)提升耐蚀性
高温氧化≤400℃稳定,更高温度需涂层保护

5. 国际牌号对应

国家/标准对应牌号
中国Ti55531 (GB/T 3620.1)
美国Ti-5553 (ASTM B381)
俄罗斯ВТ35
欧洲Ti-5-5-5-3-1 (AMS 4984)

6. 特点与优势

高强韧性:强度接近Ti-6Al-4V的1.3倍,韧性保持良好。

深淬透性:可制造大截面锻件(厚度>150mm)。

加工窗口宽:β相区热加工性能优异。

42e5e1dd0f1c26ab657fef14d4f5774d.jpg

7. 标准与型材

型材执行标准典型规格
棒材AMS 4984Φ20-300mm
板材ASTM B381厚度5-50mm
锻件HB 7716最大投影面积1.5m²
丝材GB/T 3623Φ0.5-10mm

8. 加工工艺与流程

工艺关键技术
熔炼真空自耗电弧炉(VAR)三次熔炼,控制氧含量≤0.15%。
锻造β相区开坯(T>850℃),α+β相区终锻。
热处理固溶(800-850℃)+时效(500-600℃)。
机加工低切削速度(<50m/min),硬质合金刀具。

9. 应用领域

航空航天:飞机起落架、发动机风扇盘、机身承力框。

舰船:深海耐压壳体、推进器轴。

突破案例:C919起落架锻件减重15%,疲劳寿命提升20%。

517cd5b82da169717df1360c0e195838.jpg

10. 与航空航天钛合金对比

合金强度 (MPa)韧性 (MPa·√m)成本
Ti55531130060
Ti-6Al-4V95080
Ti-1023110045较低

11. 未来发展新领域

增材制造:激光选区熔化(SLM)制备复杂结构件。

海洋工程:深海装备耐压结构。

生物医疗:骨科植入物(需表面改性)。

12. 加工注意事项

热处理:避免β相区长时间保温(防止晶粒粗化)。

焊接:需电子束焊或激光焊,焊后需去应力退火。

表面处理:喷丸强化提升疲劳性能。

29ec30aa5b58144791c2e6a3e6e289a3.jpg

13. 国内外产业化对比

维度国内国外
熔炼技术突破Φ800mm铸锭已量产Φ1000mm铸锭
成本控制较国际高20-30%规模化生产优势明显

14. 技术挑战与前沿攻关

挑战:大规格锻件组织均匀性控制。

前沿方向

热机械处理(TMP)优化β晶粒尺寸。

纳米析出相调控(α相尺寸<50nm)。

15. 趋势展望

轻量化升级:替代高强钢,实现装备减重10-30%。

智能化生产:数字孪生技术优化热加工参数。

循环经济:废料回收率提升至90%以上。

ec059456350f549ad32c85873f01e5cf.jpg

总结:Ti55531凭借其高强深淬透特性,在航空航天领域占据重要地位,未来将向增材制造与海洋工程扩展,但需突破大尺寸制备和成本控制瓶颈。

在线客服
客服电话

全国免费服务热线
0917 - 3388692
扫一扫

bjliti.cn
利泰金属手机网

返回顶部

↑