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    航空海洋醫療用特殊牌號高性能鈦合金一覽表

    發布時間: 2025-02-19 17:37:00    瀏覽次數:

    特殊牌號鈦合金是指針對特定應用需求(如高溫、耐腐蝕、生物相容性等)開發的高性能鈦合金。以下是幾種典型的特殊牌號鈦合金及其性能、應用領域和加工工藝的詳細分析:

    1、Ti-6Al-7Nb(醫用鈦合金)

    成分:Ti-6Al-7Nb(α+β型)。

    性能:

    生物相容性優異,無毒性元素(如V)。

    強度與TC4相當(抗拉強度≥900 MPa),耐磨性更好。

    加工工藝:

    熱加工溫度:900~950℃。

    熱處理:固溶+時效(900℃固溶,500℃時效)。

    表面處理:常用陽極氧化或噴砂處理以提高生物相容性。

    應用領域:

    人工關節、牙科種植體、骨科植入物。

    2、Ti-15Mo(β型醫用鈦合金)

    成分:Ti-15Mo(β型)。

    性能:

    彈性模量低(約75 GPa),接近人體骨骼,減少應力屏蔽效應。

    耐腐蝕性優異,生物相容性極佳。

    加工工藝:

    冷加工性能優異,適合軋制薄板或絲材。

    熱處理:固溶+時效(800℃固溶,450℃時效)。

    應用領域:

    脊柱植入物、心血管支架、牙科修復材料。

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    3、Ti-5553(Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr,高強β型鈦合金)

    成分:Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr(β型)。

    性能:

    超高強度(抗拉強度≥1300 MPa),斷裂韌性高。

    淬透性好,適合大型鍛件。

    加工工藝:

    熱加工溫度:750~850℃。

    熱處理:固溶+時效(800℃固溶,550℃時效)。

    應用領域:

    飛機起落架、發動機葉片、重型機械承力部件。

    4、Ti-6242S(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-Si,高溫鈦合金)

    成分:Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(近α型)。

    性能:

    高溫性能優異(500~600℃長期使用),抗蠕變。

    強度高(抗拉強度≥1000 MPa),耐腐蝕性好。

    加工工藝:

    熱加工溫度:950~980℃。

    熱處理:雙重退火(950℃+空冷,550℃+空冷)。

    應用領域:

    航空發動機壓氣機盤、燃氣輪機葉片、火箭發動機殼體。

    5、Ti-1023(Ti-10V-2Fe-3Al,高強β型鈦合金)

    成分:Ti-10V-2Fe-3Al(β型)。

    性能:

    高強度(抗拉強度≥1100 MPa),韌性好。

    冷成型性能優異,適合復雜形狀部件。

    加工工藝:

    熱加工溫度:700~800℃。

    熱處理:固溶+時效(750℃固溶,500℃時效)。

    應用領域:

    飛機結構件、起落架、賽車懸掛系統。

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    6、Ti-15333(Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si,耐腐蝕鈦合金)

    成分:Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si(β型)。

    性能:

    耐腐蝕性極佳,尤其在還原性酸介質中。

    強度適中(抗拉強度≥800 MPa),塑性好。

    加工工藝:

    熱加工溫度:750~850℃。

    熱處理:固溶+時效(800℃固溶,450℃時效)。

    應用領域:

    化工設備、海洋工程、核工業耐腐蝕部件。

    7、Ti-1100(Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si,高溫鈦合金)

    成分:Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si(近α型)。

    性能:

    高溫性能優異(600℃以下穩定),抗蠕變。

    強度高(抗拉強度≥1000 MPa),抗氧化性好。

    加工工藝:

    熱加工溫度:950~1000℃。

    熱處理:雙重退火(950℃+空冷,550℃+空冷)。

    應用領域:

    航空發動機高壓壓氣機盤、燃氣輪機葉片。

    8、Ti-45Nb(生物醫用鈦合金)

    成分:Ti-45Nb(β型)。

    性能:

    超低彈性模量(約60 GPa),接近人體骨骼。

    生物相容性極佳,耐腐蝕性優異。

    加工工藝:

    冷加工性能優異,適合軋制薄板或絲材。

    熱處理:固溶+時效(800℃固溶,450℃時效)。

    應用領域:

    心血管支架、骨科植入物、牙科修復材料。

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    9、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(Ti-6246,高溫鈦合金)

    成分:Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(近α型)。

    性能:

    高溫強度優異(500~600℃長期使用),抗蠕變。

    強度高(抗拉強度≥1100 MPa),耐腐蝕性好。

    加工工藝:

    熱加工溫度:950~980℃。

    熱處理:雙重退火(950℃+空冷,550℃+空冷)。

    應用領域:

    航空發動機高壓壓氣機盤、燃氣輪機葉片。

    10、Ti-3Al-2.5V(TC1,低合金化鈦合金)

    成分:Ti-3Al-2.5V(α+β型)。

    性能:

    強度中等(抗拉強度≥600 MPa),塑性優異。

    耐腐蝕性良好,焊接性能優異。

    加工工藝:

    冷、熱加工性均佳,適合軋制薄板或管材。

    焊接方法:TIG、激光焊。

    應用領域:

    航空蒙皮、船舶裝飾件、化工容器襯里。

    總結對比

    合金牌號類型強度(MPa)優勢領域典型加工難點
    Ti-6Al-7Nbα+β900~1000生物相容性表面處理要求高
    Ti-15Moβ型800~900低彈性模量,醫用冷加工控制
    Ti-5553β型1300~1400超高強度,大型鍛件熱處理工藝復雜
    Ti-6242S近α型1000~1100高溫抗蠕變熱加工溫度高
    Ti-1023β型1100~1200冷成型性能好固溶時效控制
    Ti-15333β型800~900耐腐蝕性極佳熱加工溫度敏感
    Ti-1100近α型1000~1100高溫抗氧化加工能耗高
    Ti-45Nbβ型600~700超低彈性模量,醫用冷加工控制
    Ti-6246近α型1100~1200高溫強度熱加工窗口窄
    Ti-3Al-2.5Vα+β600~700塑性好,低成本民用薄板成型控制

    選擇建議

    醫用領域:Ti-6Al-7Nb、Ti-15Mo、Ti-45Nb。

    航空航天:Ti-5553、Ti-6242S、Ti-1100。

    化工/海洋:Ti-15333、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo。

    民用/低成本:Ti-3Al-2.5V。

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    如需更詳細參數或特定應用場景的優化建議,可進一步提供具體需求。

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