TC4ELI钛合金的化学成分及力学性能

1、钛合金是以钛元素为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：钛是同素异构体，熔点为1668℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α-钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β-钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及组分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。

2、钛合金的化学成分

合金 牌号	名义化 学成分	化学成分，%
		主要成分										杂质，不大于
		Ti	Al	Sn	Mo	V	Cr	Fe	Mn	Cu	Si	Fe	C	N	H	O	其他元素
																	单一	总和
TC1	Ti-2Al-1.5Mn	余	1.0~2.5						0.7~2.0			0.30	0.08	0.05	0.012	0.15	0.10	0.40
TC2	Ti-4Al-1.5Mn	余	3.5~5.0						0.8~2.0			0.30	0.08	0.05	0.012	0.15	0.10	0.40
TC3	Ti-5Al-4V	余	4.5~6.0			3.5~4.5						0.30	0.08	0.05	0.015	0.15	0.10	0.40
TC4	Ti-6Al-4V	余	5.5~6.8			3.5~4.5						0.30	0.08	0.05	0.015	0.20	0.10	0.40
TC4ELI	Ti-6Al-4VELI	余	5.5~6.5			3.5~4.5						0.25	0.08	0.03	0.0125	0.13	0.10	0.30
TC6	Ti-6Al-1.5Cr- 2.5Mo-0.5Fe-0.3Si	余量	5.5~7.0		2.0~3.0		0.8~ 2.3	0.2~ 0.7			0.15~ 0.40	-	0.08	0.05	0.015	0.18	0.10	0.40
TC8	Ti-6.5Al-3.5Mo -0.25Si	余量	5.8~6.8		2.8~3.8						0.2~ 0.35	0.40	0.08	0.05	0.015	0.15	0.10	0.40
TC9	Ti-6.5Al-3.5Mo -2.5Sn-0.3Si	余量	5.8~6.8	1.8~ 2.8	2.8~3.8						0.2~ 0.4	0.40	0.08	0.05	0.015	0.15	0.10	0.40
TC10	Ti-6Al-6V-2Sn -0.5Cu-0.5Fe	余量	5.5~6.5	1.5~ 2.5		5.5~ 6.5		0.35 ~1.0		0.35~ 1.0		-	0.08	0.04	0.015	0.20	0.10	0.40

3、概述

线膨胀系数=7.89*10-6℃，比热=0.612cal/g·℃。钛合金的弹性模量较低。TC4的弹性模量E=110GPa，约为钢的1/2，故钛合金加工时容易产生变形。 TC4(Ti-6Al-4V)和TA7(Ti-5Al-2.5Sn)钛合金，采用两种注入方案进行表面改性，试验表明，钛合金经离子注入后，提高了显微硬度，显著地降低了滑动摩擦系数，有效地提高了耐磨性.为探明其改性机理，对注入与未注入样品进行了X射线光电子能谱(XPS)分析，获得满意的结果.

4、试件制备及注入条件

TC4 注入(N+ +N+2) 6399 1.38

注入(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28

未注入 3133 0

TA7 注入(N+ +N+2) 4276 0.36

注入(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30

从表1看出，离子注入后，试件的显微硬度都有不同程度的提高，其中TC4钛合金注入(N+ +N+2)混合束后硬度约提高1.4倍. 

●TC4 热膨胀系数：

TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。

●TC4钛合金力学性能：

抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25

●TC4钛合金密度:

5、（g/cm3）工作温度-100～550（℃）

●TC4钛合金化学成分:

TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5～6.8,钒(V)3.5～4.5

钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(α+β)型钛合金，具有良好的综合力学机械性能。比强度大。TC4的强度sb=1.012GPa，密度g=4.4*103，比强度sb/g=23.5，而合金钢的比强度sb/g小于18。 钛合金热导率低。 钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10，TC4的热导率l=7.955W/m·K。