​TA7钛合金棒

详细描述

TA7钛合金的名义成分为 ‌Ti-5Al-2.5Sn‌，通过平衡强度、耐热性及加工性，成为航空航天、医疗及特种工业的关键材料。支持锻造、轧制、焊接（氩弧焊、等离子焊等），退火状态下塑性良好‌。关于TA7钛合金棒的性能、执行标准、应用等，利泰金属整理如下：

1.、性能

力学性能

抗拉强度：800-950 MPa（退火态）

屈服强度：≥750 MPa

延伸率：≥10%（高韧性，断裂韧性KIC≥60 MPa·m¹/²）

弹性模量：110-120 GPa（略高于纯钛，适合刚性结构）。

热性能

工作温度：长期使用温度≤500℃，短期可达600℃（优于TC4和TA5）。

热膨胀系数：9.1×10⁻⁶/℃（20-500℃）。

耐腐蚀性

高温抗氧化性：550℃下氧化增重≤0.8 mg/cm²·h，显著优于TC4。

耐介质腐蚀：耐海水、氯化物及弱酸环境，但抗还原性酸（如盐酸）较弱。

2、特点

优势

高温稳定性：全α相组织在高温下无相变，强度保持率高（500℃抗拉强度≥500 MPa）。

焊接性能优异：氩弧焊、电子束焊焊缝强度达母材90%以上，焊缝区无脆化。

耐疲劳性：10⁷次循环载荷下疲劳极限≥400 MPa（较TA5提升30%）。

缺点

冷加工性差：冷轧变形量需限制在15%以内，需频繁中间退火（750℃×1h）。

成本较高：含Sn元素（2.5%），原材料成本是TA5的1.3-1.5倍。

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TA7成分为Ti-5Al-2.5Sn）。

GJB 2218-2016（军用钛合金棒材规范，明确高温性能要求）。

国际对应

ASTM B348（对应美国Ti-5Al-2.5Sn，UNS R54520）。

AMS 4916（航空用Ti-5Al-2.5Sn棒材标准）。

4、应用领域

航空航天

发动机冷端部件：压气机叶片、机匣（500℃以下长期服役）。

高温紧固件：螺栓、铆钉（替代镍基合金减重40%）。

船舶与核电

核反应堆冷却管道：耐高温高压水腐蚀（设计寿命≥40年）。

潜艇耐压壳体：焊接结构件（耐海水腐蚀寿命＞30年）。

化工

高温反应釜内衬：耐硫酸盐腐蚀（浓度≤60%，温度≤200℃）。

5、制造工艺

熔炼：两次真空自耗电弧熔炼（VAR）+ 电子束冷床炉（EBCHM）精炼，控制Sn偏析≤0.2%。

锻造：

α相区锻造：950-1000℃开坯，终锻温度≥900℃，避免β相析出。

组织控制：获得均匀等轴α晶粒（尺寸30-80μm）。

热处理：

退火工艺：800-850℃×2h空冷，消除残余应力并稳定组织。

加工：

热轧：变形量控制在40-60%，需中间退火（750℃×1h）。

焊接：推荐真空电子束焊（真空度≤5×10⁻³ Pa），焊后需600℃×2h去应力退火。

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：需具备NADCAP热处理认证，军工领域需GJB 9001C认证。

熔炼工艺：要求提供EBCHM精炼工艺记录，确保O≤0.15%、H≤0.010%。

合同要点

成分控制：明确Al（4.5-5.5%）、Sn（2.3-2.7%），Fe≤0.20%。

性能保证：规定500℃高温拉伸强度≥500 MPa（按GJB 2218测试）。

到货检验

无损检测：按ASTM E1417进行超声波探伤（不允许Φ1.2mm以上缺陷）。

金相分析：检查α晶粒尺寸（30-80μm）及无β相残留。

加工建议

热成型：模具预热至400℃，避免因热应力导致开裂。

表面处理：酸洗（HF:HNO ₃=1:4）后喷砂（120目Al₂O₃），提高疲劳寿命。

TA7钛合金棒凭借其卓越的高温稳定性与焊接性能，在航空发动机、核能设备等高温耐蚀场景中不可替代。其全α相组织虽限制了冷加工性，但为500℃以下长期服役提供了可靠保障。采购时需重点关注Sn含量控制与高温性能验证，加工中需避免冷变形过量及氢脆风险。相比TC4，TA7的耐温性提升显著，但成本较高；对比镍基合金，TA7在轻量化与成本间取得平衡，是高温非极端负荷场景的理想选择。