TC4钛合金是钛合金系列中最较为常用的一款合金,是一种中等强度的型两相钛合金,它具有良好的耐腐蚀性、较高的比强度及较好的韧性和焊接性等优点。这种钛合金主要半成品有棒材、锻件、厚板、薄板、型材和线材。主要用于退火状态,也可通过固溶时效处理进行一定程度的强化,但淬火断面一般不超过25mm。
TC4钛合金材质成分含有以下元素:
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)5.5~6.75,
钒(V)3.5~4.5。
TC4钛合金材质特性:
1.密度小:TC4钛合金的密度约为4.4-4.5 g/cm³,轻质特性使其在航空航天领域特别受欢迎。
2.高抗拉强度:其抗拉强度范围在895-1470 MPa,具有较高的强度重量比,即比强度大。
3.良好的耐蚀性:在海水及大多数酸、碱、盐介质中均具有较优良的抗腐蚀性能。
4.热导率低:TC4钛合金的热导率约为7.955 W/m·K,是铁的1/5、铝的1/10,因此在高温环境下需要特别注意热处理工艺。
5.弹性模量较低:TC4钛合金的弹性模量E约为110 GPa,约为钢的1/2,这意味着在加工时容易产生变形6。
TC4钛合金材质物理力学性能:
TC4的强度sb=1.012GPa,
密度g=4.51*103,
比强度sb/g=23.5,
弹性模量E=110GPa,
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钛合金表面处理工艺:
1)表面喷丸处理可以提高钛合金零件的疲劳强度。一般采用直径2-5mm的钢丸,可产生约785MPa的表面压应力和约200μm的表面强化深度。喷丸处理可以显着提高TC4合金的疲劳强度。
2)为了提高TC4钛合金的耐磨性,采用等离子或爆炸喷涂的方法,在易磨损的部位,如风扇叶片阻尼侧面,喷涂碳化钨、碳化铬等耐火涂层桌子。这种方法也可用于修复钛合金零件的磨损部位。
3)为避免钛合金零件的划伤和粘结,应对有摩擦接触和螺纹接头的零件进行阳极氧化、镀铬、化学镀镍或氮化处理。