TA5钛合金棒

详细描述

TA5钛合金棒凭借其卓越的耐腐蚀性、高温稳定性及焊接性能，在船舶、化工等严苛环境中不可替代。其α型合金特性虽限制了强度与冷加工性，但为高温抗氧化场景提供了可靠解决方案。采购时需重点监控Al含量与晶粒尺寸，加工中需避免冷变形过量。相比TC4，TA5更适合耐蚀与中温非承力部件，成本更低，是性价比突出的工业用钛合金选择。利泰金属将TA5钛合金棒的性能、执行标准、应用、工艺等，整理如下：

1、性能

力学性能

抗拉强度：750~900 MPa（退火态）

屈服强度：≥650 MPa

延伸率：≥15%（塑性优异）

弹性模量：105~115 GPa（高于纯钛，适合刚性要求场景）。

热性能

熔点：约1650-1700℃

工作温度：长期使用温度≤450℃，短期可达600℃（优于多数α+β合金）。

热膨胀系数：9.0×10⁻⁶/℃（20-400℃）。

耐腐蚀性

耐海水、氯化物、有机酸，抗氧化性优异（500℃下氧化增重≤0.5 mg/cm²·h）。

2、特点

优势

高温稳定性：α相主导的组织在高温下不易相变，适合热端部件。

耐腐蚀性强：在还原性介质（如盐酸、硫酸）中耐蚀性显著优于TC4。

焊接性能好：氩弧焊、等离子焊焊缝强度达母材90%以上。

缺点

强度较低：抗拉强度仅为TC4的70-80%，不适用于高载荷部件。

冷加工性差：冷轧变形量需限制在20%以内，需频繁退火。

3、执行标准

国内标准

GB/T 2965-2020（钛及钛合金棒材通用标准）

GB/T 3620.1-2016（规定TA5化学成分：Ti-4Al-0.005B）。

GJB 2218-2016（军用钛合金棒材规范，明确TA5高温性能要求）。

国际对应

ASTM B348（Ti-5Al-2.5Sn类似，但TA5不含Sn，成本更低）。

4、应用领域

船舶与海洋工程

耐压壳体：潜艇外壳焊接件（耐海水腐蚀寿命＞30年）。

阀门管道：海水淡化系统泵体（抗Cl⁻腐蚀性能优于316L）。

化工

反应容器：硫酸浓缩塔内衬（耐70%浓度硫酸，温度≤80℃）。

能源

地热管道：耐硫化氢（H₂S）腐蚀，使用寿命较不锈钢提升5倍。

航空航天

发动机外机匣：低温段非承力部件（450℃以下抗氧化）。

5、制造工艺

熔炼：两次真空自耗电弧熔炼（VAR），控制Al偏析≤0.2%。

锻造：

α相区锻造：950-1000℃开坯，终锻温度≥800℃，避免β相析出。

组织控制：获得均匀等轴α晶粒（尺寸20-50μm）。

热处理：

退火工艺：750℃×2h空冷，消除残余应力并稳定组织。

加工：

热轧：变形量控制在50-70%，需中间退火（700℃×1h）。

冷加工：仅限轻微成型（如矫直），避免开裂。

6、与其他合金对比

7、采购方法与注意事项

供应商筛选

资质认证：需通过ISO 9001及NADCAP特种工艺认证，具备军工供货经验。

检测能力：供应商需提供高温蠕变测试报告（450℃/200 MPa下蠕变速率≤1×10⁻⁷/s）。

合同要点

成分控制：明确Al含量（3.5-4.5%）、B含量（0.003-0.008%），O≤0.15%。

组织要求：规定α晶粒尺寸≤50μm，不允许β相残留。

到货检验

化学成分：采用OES光谱分析，重点监控Fe（≤0.20%）、H（≤0.010%）。

高温拉伸：按GJB 2218测试450℃下抗拉强度（≥600 MPa）。

使用建议

焊接工艺：推荐脉冲TIG焊（电流80-120A，氩气纯度≥99.999%）。

表面处理：酸洗（HF:HNO ₃=1:3）后钝化处理（HNO₃ 30%溶液浸泡20min）。