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鈦合金的分類如何？有什么樣的成分特點？

按退火組織鈦合金可以分為α、β和α+β三大類，分別以TA、TB和TC表示。

α鈦合金的主要是合金元素是α穩定元素Al及中性元素Sn和Zr，它人在合金中有固溶強化作用。這類合金多呈單相α固溶體，不能熱處理強化，近年來國外發展了添加<2%β穩定元素的“類α鈦合金”或含量Cu的“時效硬化型” α鈦合金。

α鈦合金中含Al量超過6%時，可能產生有序相Ti3Al（α2相），有助于提高合金的強度和晨變抗力，但使塑性和斷裂韌性急劇下降，并使熱加工變形更加困難。

α鈦合金通過不同的退火工藝可以得到不同的顯微組織。在α相區加熱退火，可以得到細的等軸α晶粒，具有較好的綜合性能。在β相區加熱時，晶粒急劇長大，空冷后形成片狀的α組織，稱為魏氏組織。如在β相區加熱后淬火，則形成片狀馬氏體（α），但沒有強化效果。

α鈦合金的化學成分列于表。

（2）α+β鈦合金（TC）

α+β鈦合金額目前最重要的一類鈦合金，一般含有4%～6%的β穩定元素，從則使α和β兩個相都有較多數量。而且抑制β相信冷卻時的轉變，只在隨后的時效時析出，產生強化。它可以在退火態或淬火時效態使用，可以在α+β相區或在β相區地行熱加工，所以其組織和性能有較大的調整余地。

α+β鈦合金既加入α穩定元素，又加入β穩定元素，使α和β相同時得到強化。為了改善合金的成形性和熱處理強化的能力，必須獲得足夠數量的β相，因此，α+β合金的性能主要由β相穩定元素來決定。

在α+β鈦合金中α相穩定元素主要是Al，其次是Sn和Zr。β穩定元素主要是V和Mo、Cr、Mn、Si等。

α+β鈦合金形成性的改善和強度的提高，是靠犧牲焊接性能和抗蠕變性能來達到的。因此，這種合金的工作溫度不超過400℃，某些特殊的耐熱α+β合金除外。為了盡量保持合金有較好的耐熱性，絕大多數α+β鈦合金都是以α相穩定元素為主，保證有穩定的α相基體組織。加入的β相穩定元素不能過多，能保證形成8%~10%的β相就已足夠。

α+β鈦合金的力學性能變化范圍較寬，可以適應各種用途，約占航空工業使用的鈦合金70%以上。

α+β鈦合金的顯微組織比較復雜。在β相區鍛造或加熱后緩冷，獲得魏氏組織；在兩相區鍛造或退火可以獲得等軸晶粒的兩相組織。

（3）β鈦合金（TB）

β鈦合金是發展高強度鈦合金潛力最大的合金。空冷或水冷室溫能得到全由β相組成的組織，通過時效處理可以大幅度提高強度。β鈦合金另一特點是在淬火狀態下能夠冷成形，然后進行時效處理。由于β相的濃度高，Ms點低于室溫，淬透性高，大型工件也能完成淬透。缺點是β穩定元素濃度高，密度提高，易于偏析，性能波動大。另外，β相穩定元素多是稀有金屬，價格昂貴，組織性能也不穩定，工作漸度不能高于200℃，故這種合金的應用還受到許多限制。目前應用的加工β鈦合金僅有TB2。

β鈦合金的合金化主要特點是加入了大量β穩定元素。如果單獨加入Mo或V，加入量必須很高，鉬含量必須大于12%，鋇含量必須大于20%，才能得到穩定的β相組織。另外，這此元素都是難熔金屬元素，尤其是Mo，熔煉時極易偏析，常出現鉬的夾雜物影響性能，同時，V也比較貴，因此，大多數β鈦合金全部是同時加入與β相具有相同晶體結構的穩定元素和非活性共析型β相穩定元素。TB2合金就是同時加入了β相穩定元素Mo和V以及共析型β相穩定元素Cr。

β鈦合金加入Al，一方面的為了提高耐熱性，但更主要的是保證熱處理后得到高的強度。因為Al是α相穩定元素，主要溶解在α相中，而β鈦合金的時效硬化正是靠β相析出α相彌散質點。因此，提高α相的濃度，也就是提高合金的強化效應。

β鈦合金的β相可以殘留到室溫，但卻是不穩定的β相，隨后時效析出α第二相強化。因此，這類合金主要是時效硬化，在制備過程中可以有良好的工藝性和成形性能，以后經熱處理又可以得到很高的強度，其強度可優于α+β鈦合金，同是其韌性也優于α+β鈦合金。但如果控制不當，β鈦合金可產生嚴重脆性。

心管β鈦合金可以得到很高的強度（拉伸強度可達2000Mpa），但受到斷裂韌性的限制，所以，要提高其強度，先要解決韌性問題。這就要求析出的α顆粒均勻細小。但是α相傾向于優先在β相晶界析出，細化β相晶粒可以推遲晶界α相優先析出。低溫時效可以促進均勻析出并推遲α相長大，二次時效處理也可以得到更加均勻分布的α相析出。最有效的方法是控制位錯結構，以促進α粒子在位錯處均勻析出。

有三種不同的方法中得到合適的位錯結構，促進α相均勻細小析出：一是固溶處理前冷加工，二是冷加工回復處理，三是溫加工。一般來說，溫加工較易得到使我位錯結構。

除了有較高的強度外，還具有良好的焊接性能和壓力加工性能。但性能不夠了穩定，熔煉工藝復雜，所以應用不如α鈦合金和α+β鈦合金。它適合于制作在350℃以下工作的零件，主要用于制造各種整體熱片（固溶、時效）的板材沖壓件和焊接件，如空氣壓縮機葉片、輪盤、軸類等重載荷旋轉件，以及飛機的構件等。

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