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钛及钛合金
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Ti 6Al-4V

Ti 6Al-4V
Ti 6Al-4V
  • Release time8/13/2015 5:11:08 PM
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detaile

Ti 6Al-4V是使用最为广泛的alphabeta钛合金。它主要在退火状态下使用,使用温度为750°F。4”厚度以下的板会经过热处理以提高强度。可淬硬性有限,大于1”的厚度可能无法发挥其所有性能。Ti 6Al-4V通常用对应焊材或者ELI填充焊丝进行焊接。
生产工艺为:1300-1450°F退火两小时,空冷。重结晶退火棒以增加延展性和疲劳强度,1750°F加热2小时,炉内退火。为取得最大断裂韧度和耐应力腐蚀,Beta退火1950°F 1-2,水冷。之后时效1150-1300°F2-4小时,空冷。为达到最大强度,固熔退火和时效硬化(STA)的步骤为:薄板,1675-1725°F,5-25分钟,水淬,时效975°F 4 -6小时,空冷;棒材和锻件,1675-1725°F 1小时,水淬,时效975-1025°F 3小时,空冷。为了增加断裂强度,但降低抗拉强度,沉淀处理(平均)1150-1250°F 4小时,空冷,退火释放压力通常在1000-1200°F温度下 1-4小时,空冷。
Ti 6Al-4V可以耐一般腐蚀,但是会由于环境的快速侵蚀而导致氧化保护层的破裂。这些环境有氟化氢(HF),盐酸(HCl),硫磺和磷酸。缓蚀剂可能会延长耐蚀时间但是无法对抗氟化氢(HF)。Ti 6Al-4V可以耐纯碳氢化合物和大部分氯化和氟化碳氢化合物(假设小量盐酸和氟化氢的成形中没有加入水)。
尽管Ti 6Al-4V是一款比较好的钛合金的材料,但是仍易受到氯离子应力腐蚀。在海水中不能使用镀银的钛合金螺栓,因为银的连接部位很容易受到环境中氯离子的影响。Ti 6Al-4V同样受到甲醇,红烟硝酸和氮和氧的化合物的影响。在红烟硝酸的影响下,问题出现在含有少于1.5%的水或者大于6%的二氧化氮环境中。在氮和氧的化合物的影响下,问题出现在氧化物和氯化物的杂质中。
通用商标名
6-4 Titanium, 6-4, Ti 6-4
库存规格
 Plate, Sheet, Bar, Welding Products, Forged Billet
标准
UNS R56400, Werkstoff 3.7164, Werkstoff 3.7165, EN 3.7164, EN 3.7165
AMS: 4911, 4928, 4967, 4920, 4965
MIL-T-9046, MIL-T-9047
ASTM: B 265 Grade 5, B 348, B 861
ASME: SB-265 Grade 5, SB-348, SB-861
化学成分, %


Al
V
C
N
O
H
Fe
Y
Others,
Each
Others,
Total
Ti
MIN
5.5
3.5
--
--
--
--
--
--
--
--
--
MAX
6.75
4.5
0.08
0.05
0.2
0.0125
0.3
0.005
0.1
0.4
Balance

特性
·600°F 以下具有高强度
·优异的耐普通腐蚀的能力
·高强重比
应用
·涡轮机刀片,圆盘和圆环
·飞行器结构零部件
·武器结构零部件
·紧固件
·医疗和牙科植入物
·手工工具
·运动器材
·化工设备
物理性能
密度: 0.160 lb/inch3
熔点: 2929 - 3020°F 
β转变: 1825± 25°F

温度, °F
70
200
400
600
热膨胀系数, in/in°F x 10-6
-
5.3
5.4
5.5
热导率,
Btu • Ft/Ft2 • Hr°F STA
4.0
4.3
5.2
6.1
弹性模量,
psi X 106 STA
16.7
16.0
15.0
14.0

机械性能
特殊AMS4911标准,退火薄板和中厚板


退火 1300°F, 空冷
1300°F固熔退火 1750°F退火时效, Age 1000°F
抗拉强度, ksi
138-155
150-172
0.2% 屈服强度, ksi
128-147
137-156
延展率, %
15-20
15-17
收缩面积, %
38-51
41-46

典型的抗拉强度和断裂硬度,对平材产品不同的热处理温度(MCIC-HB-02 1985 reprint)


0.2% 抗拉强度, ksi
断裂硬度 K1C, ksi √in
退火
(Continuously Rolled Sheet)
132
142 (transversea)
128
140 (transversea)
Beta 退火 (plate)
131
134
Beta STA 1250°F b
128
150
Beta STA 1000°F b
143
120
STA 1250°Fc
137
105
STA 1000°Fc
159
80

(a) Directional variations, 
(b) Beta heat treated followed by solution treating and overaging 1250˚F, or aging 1000˚F 
(c) Solution treating and overaging 1250˚F, or aging 1000˚F


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