詳細(xì)描述

TC2鈦合金棒的綜合分析

1、性能

力學(xué)性能

抗拉強度：700-850 MPa（退火態(tài)）

屈服強度：≥600 MPa

延伸率：≥15%（高塑性，適合冷成型）

彈性模量：105-115 GPa（與TC4相近）。

熱性能

工作溫度：長期使用溫度≤300℃，短期可達(dá)400℃。

熱膨脹系數(shù)：8.9×10??/℃（20-300℃）。

耐腐蝕性

耐海水、弱酸及氧化性介質(zhì)，但抗還原性酸（如鹽酸）能力較弱。

2、特點

優(yōu)勢

高塑性易加工：冷軋變形量可達(dá)50%無需退火，適合復(fù)雜成型（如深沖、旋壓）。

焊接性能優(yōu)異：氬弧焊、等離子焊焊縫強度達(dá)母材90%以上。

成本較低：合金元素簡單（Al+Mn），價格是TC4的70-80%。

缺點

強度中等：抗拉強度僅為TC4的75-80%，不適用于高載荷結(jié)構(gòu)。

高溫性能有限：300℃以上強度顯著下降。

3、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 2965-2020（鈦及鈦合金棒材通用標(biāo)準(zhǔn)）。

GB/T 3620.1-2016（規(guī)定TC2成分為Ti-3Al-1.5Mn）。

HB 5352-2012（航空用TC2合金規(guī)范，明確疲勞性能要求）。

國際對應(yīng)

類似俄羅斯OT4-1（Ti-3Al-1.5Mn），但無直接國際標(biāo)準(zhǔn)。

4、應(yīng)用領(lǐng)域

航空航天

非承力結(jié)構(gòu)：飛機蒙皮、整流罩（較2024鋁合金減重30%）。

管路系統(tǒng)：燃油管、液壓管（耐航空煤油腐蝕）。

船舶：

海水泵殼體：耐Cl?腐蝕壽命＞20年。

化工：

熱交換器管：耐溫≤150℃的稀硫酸環(huán)境。

民用：

運動器材：高爾夫球桿頭（冷鍛成型，表面陽極氧化著色）。

5、制造工藝

熔煉：兩次真空自耗電弧熔煉（VAR），控制Al偏析≤0.3%。

鍛造：

α+β兩相區(qū)鍛造：850-900℃開坯，終鍛溫度≥750℃，獲得等軸α+β雙態(tài)組織。

熱處理：

退火工藝：700-750℃×1h空冷，消除加工應(yīng)力。

加工：

冷軋：單次變形量≤40%，總變形量可達(dá)80%（需中間退火）。

焊接：推薦脈沖TIG焊（電流80-150A，氬氣保護(hù)純度≥99.99%）。

6、與其他合金對比

7、采購方法與注意事項

供應(yīng)商篩選

資質(zhì)要求：需通過ISO 9001認(rèn)證，航空應(yīng)用需NADCAP熱處理認(rèn)證。

檢測能力：供應(yīng)商應(yīng)提供疲勞性能測試報告（10?次循環(huán)應(yīng)力≥300 MPa）。

合同要點

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

組織要求：規(guī)定初生α相占比≥40%，β相晶粒尺寸≤50μm。

到貨檢驗

化學(xué)成分：采用OES光譜分析，重點監(jiān)控Fe（≤0.30%）、H（≤0.015%）。

力學(xué)性能：按GB/T 228.1測試延伸率（≥15%）。

加工建議

冷成型：推薦分步成型（單次變形量≤30%），避免應(yīng)力集中開裂。

表面處理：噴砂（100目Al?O?）后陽極氧化（膜厚10-15μm）。

TC2鈦合金棒憑借其高塑性、易加工性及適中成本，在航空非承力件、船舶管路等場景中廣泛應(yīng)用。其α+β雙態(tài)組織平衡了強度與成型性，但高溫性能短板限制了其在熱端部件的應(yīng)用。采購時需嚴(yán)格監(jiān)控Al/Mn比例與雜質(zhì)含量，加工中需優(yōu)化冷變形工藝以避免開裂。相比TC4，TC2更適合對強度要求不高但需復(fù)雜成型的部件，是輕量化設(shè)計的性價比之選。