TC2钛合金棒

详细描述

TC2钛合金棒的综合分析

1、性能

力学性能

抗拉强度：700-850 MPa（退火态）

屈服强度：≥600 MPa

延伸率：≥15%（高塑性，适合冷成型）

弹性模量：105-115 GPa（与TC4相近）。

热性能

工作温度：长期使用温度≤300℃，短期可达400℃。

热膨胀系数：8.9×10⁻⁶/℃（20-300℃）。

耐腐蚀性

耐海水、弱酸及氧化性介质，但抗还原性酸（如盐酸）能力较弱。

2、特点

优势

高塑性易加工：冷轧变形量可达50%无需退火，适合复杂成型（如深冲、旋压）。

焊接性能优异：氩弧焊、等离子焊焊缝强度达母材90%以上。

成本较低：合金元素简单（Al+Mn），价格是TC4的70-80%。

缺点

强度中等：抗拉强度仅为TC4的75-80%，不适用于高载荷结构。

高温性能有限：300℃以上强度显著下降。

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TC2成分为Ti-3Al-1.5Mn）。

HB 5352-2012（航空用TC2合金规范，明确疲劳性能要求）。

国际对应

类似俄罗斯OT4-1（Ti-3Al-1.5Mn），但无直接国际标准。

4、应用领域

航空航天

非承力结构：飞机蒙皮、整流罩（较2024铝合金减重30%）。

管路系统：燃油管、液压管（耐航空煤油腐蚀）。

船舶：

海水泵壳体：耐Cl⁻腐蚀寿命＞20年。

化工：

热交换器管：耐温≤150℃的稀硫酸环境。

民用：

运动器材：高尔夫球杆头（冷锻成型，表面阳极氧化着色）。

5、制造工艺

熔炼：两次真空自耗电弧熔炼（VAR），控制Al偏析≤0.3%。

锻造：

α+β两相区锻造：850-900℃开坯，终锻温度≥750℃，获得等轴α+β双态组织。

热处理：

退火工艺：700-750℃×1h空冷，消除加工应力。

加工：

冷轧：单次变形量≤40%，总变形量可达80%（需中间退火）。

焊接：推荐脉冲TIG焊（电流80-150A，氩气保护纯度≥99.99%）。

6、与其他合金对比

7、采购方法与注意事项

供应商筛选

资质要求：需通过ISO 9001认证，航空应用需NADCAP热处理认证。

检测能力：供应商应提供疲劳性能测试报告（10⁷次循环应力≥300 MPa）。

合同要点

成分控制：明确Al（2.5-4.0%）、Mn（1.0-2.0%），O≤0.20%。

组织要求：规定初生α相占比≥40%，β相晶粒尺寸≤50μm。

到货检验

化学成分：采用OES光谱分析，重点监控Fe（≤0.30%）、H（≤0.015%）。

力学性能：按GB/T 228.1测试延伸率（≥15%）。

加工建议

冷成型：推荐分步成型（单次变形量≤30%），避免应力集中开裂。

表面处理：喷砂（100目Al₂O₃）后阳极氧化（膜厚10-15μm）。

TC2钛合金棒凭借其高塑性、易加工性及适中成本，在航空非承力件、船舶管路等场景中广泛应用。其α+β双态组织平衡了强度与成型性，但高温性能短板限制了其在热端部件的应用。采购时需严格监控Al/Mn比例与杂质含量，加工中需优化冷变形工艺以避免开裂。相比TC4，TC2更适合对强度要求不高但需复杂成型的部件，是轻量化设计的性价比之选。