钛合金材料对照（4篇）钛合金材料对照 . 一、钛及钛合金材料（一）材料1.碘化钛碘与粗钛在低温下直接作用生成挥发性的碘化钛，经加热使碘化钛分解，再沉积而得到高纯度的金属下面是小编为大家整理的钛合金材料对照（4篇）,供大家参考。
篇一：钛合金材料对照
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一、钛及钛合金材料（一）材料1.碘化钛碘与粗钛在低温下直接作用生成挥发性的碘化钛，经加热使碘化钛分解，再沉积而得到高纯度的金属钛称为碘化钛。
牌号：TAD.符号：Til2.纯度＞99.9%（wt）主要用于科研，如测试纯钛的化学性能、物理性能、合金化研究等。2.海绵钛含钛的矿从金红（Tio2）存在，经氯（Cl2）化生成四氯化钛（TiCl4），再用活性金属（Mg或Na）还原得到海绵状的金属钛（Ti）称为海绵钛。镁法海绵钛：MHTi纳法海绵钛：NHTi海绵钛是疏松多，纯度99.1-99.7%（wt），其硬度HB为100-157，是钛工业生产的原料。海绵钛分级见表1.3.工业纯钛含有一定量的氧、氮、碳、硅、铁及其他元素杂质的α相钛称为工业纯钛。工业纯钛的含钛量≮99.0%（wt）按杂质元素含量把工业纯钛划分为四个级别，见表2.
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表1海绵钛分级（MHTi）GB/T2524-2002
Ti不
产品产品牌号小
及HB≯
于%
等级Brands
wtNo
化学成分（质量分数，%）ChemicalComposition，%杂质元素不大于（%wt）Impurity，nomorethan
Grade
lessFeSiC1CNOMnMgH
than
布氏硬度不大于Brinellhardness
NOmorethan
0级MHT-10099.70.060.020.060.020.020.060.010.060.005100
1级MHT-11099.60.100.030.080.030.020.080.010.070.005110
2级MHT-12599.50.150.030.100.030.030.100.020.070.005125
3级MHT-14099.30.200.030.150.030.040.150.020.080.
140
4级MHT-16099.10.300.040.150.040.050.200.030.090.012160
5级MHT-20098.50.400.060.300.050.100.300.080.150.030200
表2工业纯钛分级GB/T3620.1-94.
化学成
牌号
Ti
分组
Fe
杂质元素不大于（%）
其他元素
CNHO
单一总和
0.01
TA0工业纯钛余量0.150.100.03
0.150.100.40
5
0.01
TA1工业纯钛余量0.250.100.03
0.200.100.40
5
0.01
TA2工业纯钛余量0.300.100.05
0.250.100.40
5
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0.01
TA3工业纯钛余量0.400.100.05
0.300.100.40
5
4.钛合金
以钛为基体金属元素和含有其他合金元素及杂质元素
所组成的合金称为钛合金。
钛合金举例见表3.
表3钛合金GB/T3620.1-94
牌号化学成分组TA9Ti-0.2PdTA10Ti-0.3Mo-0.8NiTC4Ti-6Al-4V
Ti余量余量余量
Pd0.12-0.2
5---
---
Mo
--0.2-0.
4---
Ni
--0.6-0.
9---
杂质元素不大于（%）FeCNHO0.20.10.00.010.2503500.30.00.00.010.2083550.30.10.00.010.200550
其他元素
单一总和
0.10.4000.10.4000.10.400
5.ELI钛及钛合金具有超低间隙杂质元素的钛及钛合金称为ELI钛及钛合
金。如：Ti-6Al-4VELI.为了改善低温钛及钛合金的塑性和韧性开发出来的超
低间隙元素的钛及钛合金，由于间隙元素含量小，其溶于钛后减小了钛晶格歪曲，随温度降低，钛的强度增加，而塑性和韧性下降的很小，在室温-253℃条件下具有强度高，良好的塑性和高的断裂韧性。（二）标准
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1.常用标准（钛）（1）中国标准①GB：强制性标准②GB/T:推荐性标准③GJB:军用标准④YB:部颁标准⑤YY:行业标准⑥YS/T:行业标准⑦NY/T:行业标准（2）国际及外国标准①ISO：国际标准化组织标准②ANSI：美国标准a.ASTM:美国材料试验协会标准b.MIL-T(MIL-STD):美国军标c.AMS:美国金属学会标准③TOCT:原联标准
AMTY:原联航空技术委员会标准④JIS:日本工业标准⑤EN:欧洲标准委员会标准⑥DIN:德国标准
WL：德国航空材料标准⑦BS:英国标准
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⑧NF:法国标准2.钛及钛合金牌号对照表43.有关标准检验项目表54.产品标准参考表6、表75.出口用标准（三）国际组织与标准化机构1.部分国际组织、标准化机构和标准代号2.与金属材料有关的部分国外协会、学会及专业标准代
号。（四）热处理1.概念
通过对金属材料采用适合的加热式、保温、冷却以获得预期的组织形态、分布及性能的工艺称为热处理。
加热的式有非真空加热、真空加热。冷却的式有空冷、水冷、油冷、炉冷等。
2.真空热处理一般指在1X10-5Pa的真空环境中（通常最低要求
2-3X10-3Pa的真空度），进行加热，(有时要求充惰性气体)，保温、冷却的热处理工艺称为真空热处理。
产品的出炉温度＜200℃才能保证钛的表面不被氧化，呈银白色的金属钛本色。
3.退火
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对产品加热到适合温度，保温一定时间，使其冷却，获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
退火目的是均匀化学成分，改善机械性能和工艺性能。例如：消除因加工引起的硬化、如消除应力、如实现再结晶、如真空退火除气（一般是氢气）等。
（1）再结晶退火对冷变形和热变形的金属加热到高于再结晶温度，使其破碎的晶粒和拉长的晶粒重新成核并长大成为细小的等轴晶粒，不禁消除了加工引起的硬化，还恢复了加工变形能力，这称为再结晶退火。考虑再结晶退火温度受产品变形率和原始晶粒的大小等影响因素，再结晶温度要比理论讲的再结晶温度高出100-150℃为宜。所以，实际再结晶退火温度：工业纯钛为650-700℃；TC4钛合金为800-850℃。（2）消除应力退火消除金属材料因变形加工、切削加工、焊接加工及深加工制造等过程引起的部应力，又不发生再结晶的退火称为消除应力退火。如：工业纯钛消除应力退火温度550-600℃，TC4钛合金消除应力退火温度550-600℃。4.加热
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（1）非真空加热
t（℃）
图示1给出了加热流程
h（分）
OAB
CD
图示1加热工艺流程
OA:炉子加热升温
AB:装料温度工业纯钛350-400℃
TC4钛合金600-700℃
BC:保温
CD:冷却（一般为空冷）
保温时间h=D/2+（30-50分钟）
D为钛的直径或厚度mm.
（2）真空加热
先装炉料，然后加热并抽真空（有时真空度达到要求后
充惰性气体），保温、冷却，最后出炉（出炉温度最佳＜200℃）
空冷。
（3）加热特点
①加热工艺依据
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钛的加热工艺主要依据其物理化学特性，其中导热率和化学活性是重要因素。
a.钛的化学活性大，其导热系数低为铜的1/2，铝的1/3，
钢的1/5，说明在同一加热温度下，钛的加热时间要长，使其表面受热的时间要长，则钛截面的温度差要大，只有在加热长的时间才达到平衡。
b.钛的化学活性大，在常温的空气中，钛表面的氧膜是一层致密、惰性和稳定的保护膜能阻止氧等向钛基体扩散。这层氧化膜为金红结构（TiO2），呈银白色，具有自愈性能。
但是随温度升高，钛的氧化膜发生变化，如：钛在500-550℃的纯氧中有自燃烧特性，在空气中600-650℃时，与氧发生强烈反应，使钛表面钝化膜增厚，进而脱落，将失去对钛的保护作用。如：钛在500-560℃的空气中，有明显吸氮的特性，高于850℃发生强烈反应，使氧化膜增厚，进而促进脱落。如：在高于900℃的空气中，钛与碳发生强烈反应，增加氧化膜厚度，进而促进脱落。
特别是钛吸氢变脆特性，钛的吸氢是可逆的，即吸氢也可析出氢，但是高于300℃时吸氢大于析出氢。钛与氢反应形成氢化钛（TiH2）细小弥散的指点，使钛受脆，其冲击值大幅度下降。
针对钛的活性特性，确定合理的加热温度和保温时间对
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获得良好性能的钛材具有重要意义。
②过热
对钛的加热温度偏高，并保温时间过长，使其组织中的
晶粒长大，导致力学性能显著降低的现象称为过热。
③过烧
对钛的加热温度过高，接近固相线时，其组织中的晶界
处优先发生氧化，进而发生部分熔化的现象称为过烧。
（4）钛的氧化膜
钛的氧化膜随温度不同有不同的厚度和颜色，其成分也
发生了变化。表8给出了氧化膜厚度和颜色。
加热温度（℃）
氧化膜厚度（mm）
氧化膜颜色
＜200
极薄
银白色
～300
极薄
淡黄色
～400
极薄
金黄色
～500
极薄
蓝色
～600
极薄
紫色
～649
0.005
紫色
～704
0.0076
红灰色
700-800
＜0.025
红灰色
760-871
＜0.025
红灰色
～900
＜0.
灰色
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927-982
＜0.
灰色
1038
0.102
灰色
1093
0.356
灰色
举例：在一定温度下，把试样剖开看截面的氧化膜结构及
颜色变化。
①700-800℃
Ti基体（银白色）Tio（青铜色）TiO2（金红，淡蓝
色）。
②825-850℃
Ti基体Ti+TiO粉末TiO+少量Ti
TiO（2深蓝色）
TiO2（浅蓝色）TiO2（黄褐色）
③875-1050℃
Ti基体
TiO+少量Ti
TiO
TiO2（紫色粉末）
TiO2（深蓝色）
5.加热设备及气愤
（1）感应加热：高频、中频及低频感应炉
（2）电接触加热：直接电阻加热
（3）燃气加热：煤气炉，液化气炉
（4）燃油加热：重油炉，柴油炉
（5）间接式电阻加热：箱式电阻丝炉、管式电阻丝炉、
辊道式电阻丝炉
以上加热属非真空加热，要求加热炉的气氛保持中性或
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微氧化性，绝对不允燃气及燃油的火焰直接喷射钛的表面，不允用氢气加热。（五）钛材加工（1）钛材压力加工（又称塑性加工）概念
通过压力加工设备使钛金属塑性变形，把固态钛变成为所需要的产品形态的加工过程称为压力加工。（2）压力加工特点①无切屑变形，金属损耗小②获得所需要形态的同时，也获得了期望的组织与性能③对产品适合专业化的规模生产（3）影响压力加工因素
①确认合理的变形程度要实现变形过程，取决于钛本身的性能，必须选择合理的变形参数即适宜的温度、速度、变形率，能避免产生裂纹、断裂、分层、折叠等缺陷和因为变形率不足而造成不希望的组织。
如：在拉制棒材过程中，所确认的温度、速度、涂层、模具等环节不合适，可能会发生塑性变形失稳，而产生拉断、颈缩等现象。
②选择适宜的设备、工具模确认使用的压力加工设备、工具模要有足够的刚性和实现塑性变形的能力。
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③确认技术经济合理的工艺路线常用的压力加工设备繁多，选择的原则是不能“大马拉小车”，也不能“小马拉大车”，考虑的核心是成本低，质量符合，保证塑性变形的能力。(4)变形式①锻造使用锻造设备上的锤头（包括模具），对钛坯料加力，使其发生塑性变形，获得预期的形状、尺寸、组织和性能的产品的压力加工工艺称为锻造。一般认为：加力的时间短发生了塑性变形称为锻；加力的时间长发生了塑性变形称为压。②轧制使用两个旋转的轧辊之间的空隙或模具，对钛坯料加力，使其发生横截面积减小，而长（宽）度增加的产品的压力加工工艺称为轧制。③拉（拔）制钛坯料在拉力作用下，穿过模使其发生横截面积减小，长度增加的产品的压力加工工艺称为拉（拔）。（5）钛及钛合金加工材生产工艺流程图示2.（6）钛及钛合金锻造、轧（拉）制产品的工艺规程
表9，表10.表9
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名称
开坯锻造
变形锻造
成品锻造
TA1-TA3980-1000℃
900-950℃830-850℃
TC4注
1050-1150℃1000-1050℃900-950℃
控制终锻温度：工业纯钛＞700℃TC4钛合金＞800℃
控制变形率：＞60%
名称加热温度
TA1-TA3800-850
℃
TC4
920-950
℃
表10保温时间40-60分
40-60分
终轧(拉)温度≮700℃≮800℃
变形量＞60%＞60%
海绵钛
合金元素或中间合金
板坯
混料制备电极熔炼铸锭开坯锻造
商品锭锻件
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二、钛的性能1.物理性能（1）熔点（熔融温度）钛的晶态和液态平衡共存的温度称为熔点工业纯钛的熔点为1668±4℃高纯度碘化钛的熔点为1670±4℃（2）密度材料每单位体积的质量称为密度。密度表示材料致密的程度，ρ=m（质量）/v（体积）
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工业纯钛的密度ρ=4.505g/cm3TC4钛合金的密度ρ=4.45g/cm3（3）比重材料每单位体积的重量称为比重。比重表示材料的重量程度r比重=g（重量）/v（体积）工业纯钛的比重r=4.505g/cm3TC4钛合金的比重r=4.45g/cm3
（4）比强度
是指质轻、强度高的特性指标，为密度与抗拉强的比
值，比强度高是航天航空工业应用钛及钛合金的重要依据
之一。
（5）相变点
相变开始转变的温度称为相变点
工业纯钛的相变点温度：α
β885℃
TC4钛合金的相变点温度：α-ββ990℃
一般工艺规定：成品热变形加工在低于相变点温度
30-50℃围完成。
（6）晶体结构
钛金属部原子、分子按晶体学作长程有序排列、重复
的点称为晶体结构。
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①具有密排六晶格，出现在低于885℃，其稳定晶形状态为α型（也称α钛）。
②具有体心立晶格，出现在高于885℃，其稳定晶形状态为β型（也称β钛）。
(7)沸点钛的沸点为3535℃（8）膨胀系数钛的膨胀系数是各向异性的，常用线性膨胀系数平均数：0---100℃时，工业纯钛为8.4X10-6cm/cm/℃（1/℃）。
钛合金为8.8X10-6（9）导热系数
钛的导热性差，是铜的1/2，铝的1/3，钢的1/5，在一定温度下的导热系数举例：
工业纯钛25℃时为0.41卡/厘米.秒.℃100℃时为0.036
钛合金25℃时为0.018（10）电阻率
钛的导电性差，是铜的3.1%，其电阻系数20℃时为47.8微欧.厘米。
（11）磁化率金属钛是顺磁性物质，其磁化率为3.15（0.02）X10-6厘米.克.秒。
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钛的磁化率很小，被称为无磁性金属。（12）弹性模量钛在其弹性围，应力与应变呈正比的比例数称弹性模量。弹性模量表示材料抵抗变形的能力。2.机械性能
钛的机械性能指标有抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、硬度、冲击值、疲劳强度、缺口敏感性、断裂韧性、耐磨性等。
（1）强度钛抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
①抗拉强度材料拉断前承受最大标称（力的读数）称为抗拉强度。符号：Rm，单位：MPa
②屈服强度材料抵抗塑性变形的能力，以20%处所取的数值称为屈服强度。符号：Rpo.2单位：MPa(2)断面收缩率材料原始截面积和拉断后最小截面积的差值与原始截面积的百分比称为断面收缩率。符号：Z单位：%（3）延伸（伸长）率材料拉断后的标距部分实际伸长与拉伸前原始标距长的百分比称为延伸率。符号：A单位：%
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钛及钛合金棒材的力学性能表12
表12弹性模量比较
牌号
弹性模量(公斤·力/毫米2)
工业纯钛
10850
镍
21000
1cr18Ni9Ti
20300
表13棒材力学性能
牌号
标准
室温≮
Rm.MPaRpo.2MPaA%
Z%
GB/T2965*-96
TA0GB/T13810-199280
24
30
7
GB/T2965*-96
TA1GB/T13810-199370
250
20
30
7
GB/T2965*-96
TA2GB/T13810-199440
320
18
30
7
GB/T2965*-96
TA3GB/T13810-199540
410
15
25
7
GB/T2965*-96
TA4GB/T13810-199895
825
10
25
7
(4)硬度
固体材料表面抵抗压入、划伤的能力称为硬度。
硬度是衡量固体材料软硬程度的力学性能指标。
①钛及钛合金硬度表14
表14
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名称
TA0
TA1
TA2
TA3
TA4
HB≮100110-125130-16017-200320-380
②硬度分类
有：布氏硬度HB，维氏硬度HV,络氏硬度HR，肖氏
硬度HS.几种硬度值按kg/mm计算可查表得出数值之间关
系。
（5）磨损
当表面相接触并做相对运动时，材料自该表面逐渐损
失，甚至损伤的现象称为磨损。
3.工艺性能
金属在成形过程中的难易程度的性能称为工艺性能。
如：铸造成形的流动性、充填性、收缩性；
如深充性能；如弯曲性能等。
（1）可锻性
金属材料在锻造加工中，能实现塑性变形而不发生破裂
等缺陷产品的工艺性能称为可锻性。
（2）可轧制行
（3）可切削性
金属材料能承受告诉切削的加工工艺性能为可切削性。
（4）可焊接性
金属材料在焊接加工中，能获得好的焊接接头的工艺性
能称为可焊接性。
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（5）其他工艺性能①翻边性能，如管材扩口；②深冲性能，如杯突值；③弯曲性能，如弯曲角；④压弯性能，如管材压扁。
三、常用的术语1.组织对金属材料用金相法观察到的由不同形态、不同尺寸
和分布不同的单相或复相，以及部损伤、缺陷等构成的总体称为组织。
2.相金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能均匀组成，
并在组成部分之间有分界面隔开称为相。通常，一个相的组织称为单相，如工业纯钛是α相组织，
如TB1钛合金是β组织；有多个相的组织称为复相，如TC4钛合金是α-β相组织。
3.相变金属组织中相的数目、相的性质发生了变化，称为相变。
如αα-ββ.4.以相分类的钛及钛合金(1)α钛合金：含有α稳定剂，在室温稳定状态下基本
为α相的钛及钛合金，称为α钛合金。
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如：工业纯钛：TA0-TA3.（2）α-β钛合金：含有α稳定剂和较多β稳定剂，在室温稳定状态下由α相和β相组成的钛合金，称为α-β钛合金。（3）β钛合金：含有足够的β稳定剂，在室温稳定状态下全部为β相的钛合金，称为β钛合金5.相的稳定剂
（1）α稳定剂：在钛及钛合金中，优先溶解于α相并提高αβ转变温度的合金元素，称为α稳定剂。
如：间隙元素有O、C、N、H.(H为可逆元素).置换元素有Al.
（2）β稳定剂：在钛及钛合金中，优先溶解于β相中并降低α-ββ转变温度而不发生共析反应，与β形成连续固溶体的合金元素，称为β稳定剂。
如：间隙元素有H、Si.置换元素有V、Pa、Mo、Ni、Fe.
（2）马氏体：在太和钛合金中，β相以很高的速度冷却并以非扩散形式转变成α产物，其含有过饱和的β稳定剂，称为马氏体。
符号：Ms：在冷却过程中开始转变为马氏体的最高温度。Mf：在冷却过程中终止转变为马氏体的温度。
6.基体在钛及钛合金的显微组织中，连续的、占优势的相组成
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部分称为基体。如：α相基体、α-β相基体、β相基体。
7.基体元素在钛及钛合金中，质量占支配地位的金属元素称为基体
元素。如：工业纯钛的基体元素有Ti.TC4钛合金的基体元素有Ti、Al、V.
8.间隙元素在钛及钛合金的组织中，原子直径比钛的小，溶于钛后
位于钛晶的空隙中的元素称为间隙元素。间隙元素的作用使钛的晶格歪曲，提高了钛的强度、弹
性模量，恶化了切削性能，降低了塑性。常提到的间隙元素有C、H、N、O、B、Si等.
9.置换元素在钛及钛合金的组织中，原子直径与钛的接近，溶于钛
后能置换或替代钛晶格上的钛原子的元素，称为置换元素。置换元素的含量控制不好，会因为组织中相的变化及其
分布不同，影响钛及钛合金的力学性能和工艺性能。常提到的置换元素有V、Al、Fe等。
10.杂质元素在钛及钛合金组织中存在，并非有意加入或保留的金属
元素或非金属元素，称为杂质元素。
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如：工业纯钛中有C、H、N、O、Fe、Al、Si等。TC4钛合金中有C、H、N、O、Fe、Y等。
11.合金元素为了获得具有特定要求性能的合金，加入或保留在基体
金属中的金属元素或非金属元素称为合金元素。如：TC4钛合金，为了获得符合标准的力学性能、工艺
性能及其组织，控制加入Al、V的含量，控制C、H、N、O、Fe（有要求Y、Si）等含量。
12.晶粒度对金属材料组织中晶粒大小的评定，是采用晶粒编号或
晶粒直径平均值或单位面积的晶粒度数目等为定量评级，称为晶粒度。
通常晶粒度指金相观察法，一般为250X，晶粒度图谱标准见GB5168-85中的B1-B21,其术语标准见GB8755-88中规定。
13.低倍组织金属材料的试样，用金相法处理，对其磨面用肉眼（有时借助低倍放大镜）观察，其表面的组织状况如：裂纹、划伤、麻点、凹坑和偏析等统称为低倍组织。低倍组织也称宏观组织。14.显微组织金属材料的试样，用金相法处理，把其磨面置于光学显
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微镜下（一般250X）或电子显微镜下（一般千倍以上），所观察到的表面组织状况如：想的形态、数量、晶界、析出物等统称为显微组织。
显微组织也称高倍组织或微观组织。15.再结晶
金属材料加工后在退火时其组织形成新晶核并长大取代变形后退货前的组织，称为再结晶。
实验室测定：工业纯钛（TA2）的再结晶开始温度为550℃；TC4钛合金的再结晶开始温度为700℃.
16.等轴组织在钛及钛合金的组织中，各个向具有尺寸大致相等的多角或球形的显微组织，称为等轴组织。其特性是强度高、塑性好、易切削等良好的综合性能。17.变形在外加力作用下，材料的组织中原子发生相对位置的改变，宏观表现为形状和尺寸的变化，即产生弹性变形或塑性变形，统称为变形。18.塑性变形在外加力作用下能改变其形状和尺寸，当出去外加力不能恢复其形状和尺寸的变形称为塑性变形。这种特性也称为性变形。对材料断裂之前发生不可逆永久变形的能称为塑性，对
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塑性的常用判断是断面收缩率和伸长率。19.弹性变形在外加力作用下能改变其形状和尺寸，当出去外加力能
恢复其形状和尺寸的变形称为弹性变形。这种特性称为弹性。20.屈服外加负荷到一定值时，负荷只是启动指针停止转动并开
始回落，表示了外加负荷不增加并减少但是被拉伸的试样继续伸长，这种现象称为屈服。
21.应力金属材料在外加力作用下，导致其部之间的相互作用力，称为力。单位面积上的力称为应力。22.加工硬化金属材料经塑性变形后，其流变强度（也称屈服强度）提高的现象称为加工硬化。23.加工软化金属材料经塑性变形后，继续加工时及流变强度降低的现象称为加工软化。24.应变金属材料在外力作用下，导致其原始形状和尺寸的相对变化称为应变，以百分数（%）表示应变。
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25.应力---应变曲线
C
D
A
E
:应力（纵坐标）
BC
r：应变（横坐标）
0
r
图3
在外加负荷下：OA：弹性变形段
AB:屈服变形段
A点：塑性变形开始，称上屈服点
B点：终止屈服塑性变形，称下屈服点
BC:屈服变形平台，在负荷指示器指针停止转
动继续伸长
C点：屈服变形硬化段
D点：拉伸强度最大，开始产生缩颈
DE:继续缩颈并断裂段
E点：表示断裂
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篇二：钛合金材料对照
中国TA1TA2TA3TA4TC4TA7TA9TA18TA9-1TA10TC4ELITB5
牌号
TA1TA2TA3TA9TB5TC4
中外钛合金对照表
美国
俄罗斯
工业纯钛
Grade1
1号钛
BT1-00
工业纯钛
Grade2
2号钛
BT1-0
工业纯钛
Grade3
3号钛
工业纯钛
Grade4
4号钛
TI-6AL-4V
Grade5
TI-6AL-4V
BT6
TI-5AL-2.5Sn
Grade6
TI-5AL-2.5Sn
BT5-1
TI-0.2Pd
Grade7
TI-0.2Pd
TI-3AL-2.5V
Grade9
TI-3AL-2.5V
3B
TI-0.2PdELI
Grade11
TI-0.2PdELI
TI-0.3Mo-0.8Ni
Grade12
TI-0.3Mo-0.8Ni
TI-6AL-4VELI
Grade23
TI-6AL-4VELI
BT6C
Ti-15V-3Sn-3Cr
TI15333
15V-3Sn-3Cr-3Al
钛材性能表
钛及钛合金板GB/T3621-2007
钛及钛合金棒GB/T2965-2007
室温力学性能不小于
室温力学性能不小于
抗拉强度屈服强度
伸长率%抗拉强度
屈服强度
240
140-310
30
240
140
400
275-450
25
400
275
500
380-550
20
500
380
400
275-450
20
370
250
705-945
690-835
10-12
895
830
8-12
895
825
工业纯钛工业纯钛
TI-6AL-4VTI-5AL-2.5SnTI-3AL-2.5V
TI-6AL-4VELI
伸长率%24201820
收缩率%30303025
10
25
TC6TC11
9801030
840
10
25
900
10
30
所谓真空镀膜就是置待镀材料和被镀基板于真空室内，采用一定方法加热待镀材料，使之蒸发或升华，并飞行溅射到被镀基板表面凝聚成膜的工艺。一、镀膜的方法及分类在真空条件下成膜有很多优点：可减少蒸发材料的原子、分子在飞向基板过程中于分子的碰撞，减少气体中的活性分子和蒸发源材料间的化学反应（如氧化等），以及减少成膜过程中气体分子进入薄膜中成为杂质的量，从而提供膜层的致密度、纯度、沉积速率和与基板的附着力。通常真空蒸镀要求成膜室内压力等于或低于10-2Pa，对于蒸发源与基板距离较远和薄膜质量要求很高的场合，则要求压力更低。主要分为一下几类：蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。
蒸发镀膜：通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为蒸发镀膜。这种方法最早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源，待镀工件，如金属、陶瓷、塑料等基片置于坩埚前方。待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的物质蒸发。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面。薄膜厚度可由数百埃至数微米。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量），并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜，常采用旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性。从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在残余气体中的平均自由程，以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用。蒸气分子平均动能约为0.1～0.2电子伏。蒸发源有三种类型。①电阻加热源：用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质（图1[蒸发镀膜设备示意图]）电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。②高频感应加热源：用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质。③电子束加热源：适用于蒸发温度较高（不低于2000[618-1]）的材料，即用电子束轰击材料使其蒸发。蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较高的沉积速率，可镀制单质和不易热分解的化合物膜。为沉积高纯单晶膜层，可采用分子束外延方法。生长掺杂的GaAlAs单晶层的分子束外延装置如图2[分子束外延装置示意图]。喷射炉中装有分子束
源，在超高真空下当它被加热到一定温度时，炉中元素以束状分子流射向基片。基片被加热到一定温度，沉积在基片上的分子可以徙动，按基片晶格次序生长结晶用分子束外延法可获得所需化学计量比的高纯化合物单晶膜，薄膜最慢生长速度可控制在1单层／秒。通过控制挡板,可精确地做出所需成分和结构的单晶薄膜。分子束外延法广泛用于制造各种光集成器件和各种超晶格结构薄膜。
溅射镀膜：用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在基片上。溅射现象于1870年开始用于镀膜技术，1930年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。常用的二极溅射设备如图3[二极溅射示意图]。通常将欲沉积的材料制成板材——靶,固定在阴极上。基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。系统抽至高真空后充入10-1帕的气体（通常为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至几十电子伏范围。溅射原子在基片表面沉积成膜。与蒸发镀膜不同，溅射镀膜不受膜材熔点的限制,可溅射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等难熔物质。溅射化合物膜可用反应溅射法，即将反应气体(O、N、HS、CH等)加入Ar气中,反应气体及其离子与靶原子或溅射原子发生反应生成化合物（如氧化物、氮化物等）而沉积在基片上。沉积绝缘膜可采用高频溅射法。基片装在接地的电极上，绝缘靶装在对面的电极上。高频电源一端接地，一端通过匹配网络和隔直流电容接到装有绝缘靶的电极上。接通高频电源后，高频电压不断改变极性。等离子体中的电子和正离子在电压的正半周和负半周分别打到绝缘靶上。由于电子迁移率高于正离子，绝缘靶表面带负电，在达到动态平衡时，靶处于负的偏置电位，从而使正离子对靶的溅射持续进行。采用磁控溅射可使沉积速率比非磁控溅射提高近一个数量级。
离子镀：蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面，称为离子镀。这种技术是D.麦托克斯于1963年提出的。离子镀是真空蒸发与阴极溅射技术的结合。一种离子镀系统如图4[离子镀系统示意图],将基片台作为阴极，外壳作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。正离子被基片台负电压加速打到基片表面。未电离的中性原子（约占蒸发料的95％）也沉积在基片或真空室壁表面。电场对离化的蒸气分子的加速作用（离子能量约几百～几千电子伏）和氩离子对基片的溅射清洗作用，使膜层附着强度大大提高。离子镀工艺综合了蒸发（高沉积速率）与溅射（良好的膜层附着力）工艺的特点，并有很好的绕射性，可为形状复杂的工件镀膜。二、薄膜厚度的测量随着科技的进步和精密仪器的应用，薄膜厚度测量方法有很多，按照测量的方式分可以分为两类：直接测量和间接测量。直接测量指应用测量仪器，通过接触（或光接触）直接感应出薄膜的厚度。常见的直接法测量有：螺旋测微法、精密轮廓扫描法（台阶法）、扫描电子显微法（SEM）；间接测量指根据一定对应的物理关系，将相关的物理量经过计算转化为薄膜的厚度，从而达到测量薄膜厚度的目的。
常见的间接法测量有：称量法、电容法、电阻法、等厚干涉法、变角干涉法、椭圆偏振法。按照测量的原理可分为三类：称量法、电学法、光学法。常见的称量法有：天平法、石英法、原子数测定法；常见的电学法有：电阻法、电容法、涡流法；常见的光学方法有：等厚干涉法、变角干涉法、光吸收法、椭圆偏振法。下面简单介绍三种：1.干涉显微镜法干涉条纹间距Δ0，条纹移动Δ，台阶高为t=(Δ/Δ0)*0.5λ，测出Δ0和Δ，即可，其中λ为单色光波长，如用白光，λ取530nm。
2.称重法如果薄膜面积A，密度ρ和质量m可以被精确测定的话，膜厚t就可以计算出来：
d=m/Aρ。3石英晶体振荡器法
广泛应用于薄膜淀积过程中厚度的实时测量，主要应用于淀积速度，厚度的监测，还可以反过来（与电子技术结合）控制物质蒸发或溅射的速率，从而实现对于淀积过程的自动控制。对于薄膜制造商而言，产品的厚度均匀性是最重要的指标之一，想要有效地控制材料厚度，厚度测试设备是必不可少的，但是具体要选择哪一类测厚设备还需根据软包材的种类、厂商对厚度均匀性的要求、以及设备的测试范围等因素而定。三、真空镀膜机保养知识：1.关闭泵加热系统，然后分离蒸镀室（主要清洁灰尘，于蒸镀残渣）2.关闭电源或程序打入维护状态3.清洁卷绕系统（几个滚轴，方阻探头，光密度测量器）4.清洁中罩室（面板四周）5.泵系统冷却后打开清洁（注意千万不能掉入杂物，检查泵油使用时间与量计做出更换或添加处理）
6.检查重冷与电气柜设备这次实习给了我们了解了镀膜技术的原理、技术，使我们了解了工厂的生产，感觉很新颖，收获很多。
篇三：钛合金材料对照
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一、钛与钛合金材料（一）材料1.碘化钛碘与粗钛在低温下直接作用生成挥发性的碘化钛，经加热使碘化钛分解，再沉积而得到高纯度的金属钛称为碘化钛。
牌号：TAD.符号：Til2.纯度＞99.9%（wt）主要用于科研，如测试纯钛的化学性能、物理性能、合金化研究等。2.海绵钛含钛的矿石从金红石（Tio2）存在，经氯（Cl2）化生成四氯化钛（TiCl4），再用活性金属（Mg或Na）还原得到海绵状的金属钛（Ti）称为海绵钛。镁法海绵钛：MHTi纳法海绵钛：NHTi海绵钛是疏松多孔，纯度99.1-99.7%（wt），其硬度HB为100-157，是钛工业生产的原料。海绵钛分级见表1.3.工业纯钛含有一定量的氧、氮、碳、硅、铁与其他元素杂质的α相钛称为工业纯钛。工业纯钛的含钛量≮99.0%（wt）
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按杂质元素含量把工业纯钛划分为四个级别，见表2.
产品等级
Grade
0级1级2级3级4级5级
产品牌号与HB≯
Brands
MHT-100MHT-110MHT-125MHT-140MHT-160MHT-200
表1海绵钛分级（MHTi）GB/T2524-2002
Ti不小于%
wtNolessthan
99.7
99.6
99.5
99.3
99.1
98.5
化学成分（质量分数，%）ChemicalComposition，%杂质元素不大于（%wt）Impurity，nomorethan
FeSiC1CNOMn
Mg
H
0.060.020.060.020.02
0.06
0.01
0.06
0.005
0.100.030.080.030.02
0.08
0.01
0.07
0.005
0.150.030.100.030.03
0.10
0.02
0.07
0.005
0.200.030.150.030.04
0.15
0.02
0.08
0.010
0.300.040.150.040.05
0.20
0.03
0.09
0.012
0.400.060.300.050.10
0.30
0.08
0.15
0.030
布氏硬度不大于Brinell
hardnessNOmore
than
100
110
125
140
160
200
表2工业纯钛分级GB/T3620.1-94.
牌号
化学成分组
Ti
Fe
杂质元素不大于（%）
C
N
H
O
其他元素单一总和
0.01
TA0工业纯钛余量0.150.100.03
0.150.100.40
5
0.01
TA1工业纯钛余量0.250.100.03
0.200.100.40
5
0.01
TA2工业纯钛余量0.300.100.05
0.250.100.40
5
2/26
.
.
0.01
TA3工业纯钛余量0.400.100.05
0.300.100.40
5
4.钛合金
以钛为基体金属元素和含有其他合金元素与杂质元素
所组成的合金称为钛合金。
钛合金举例见表3.
表3钛合金GB/T3620.1-94
牌号TA9TA10TC4
化学成分组
Ti-0.2Pd
Ti-0.3Mo-0.8Ni
Ti-6Al-4V
Ti余量余量余量
Pd0.12-0.
25---
---
Mo
--0.2-0
.4---
Ni
--0.6-0
.9---
杂质元素不大于（%）FeCNHO0.20.10.00.010.2503500.30.00.00.010.2083550.30.10.00.010.200550
其他元素
单一总和
0.10.4000.10.4000.10.400
5.ELI钛与钛合金具有超低间隙杂质元素的钛与钛合金称为ELI钛与钛合
金。如：Ti-6Al-4VELI.为了改善低温钛与钛合金的塑性和韧性开发出来的超
低间隙元素的钛与钛合金，由于间隙元素含量小，其溶于钛后减小了钛晶格歪曲，随温度降低，钛的强度增加，而塑性和韧性下降的很小，在室温-253℃条件下具有强度高，良好的塑性和高的断裂韧性。（二）标准
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1.常用标准（钛）（1）中国标准①GB：国家强制性标准②GB/T:国家推荐性标准③GJB:国家军用标准④YB:部颁标准⑤YY:行业标准⑥YS/T:行业标准⑦NY/T:行业标准（2）国际与外国标准①ISO：国际标准化组织标准②ANSI：美国国家标准a.ASTM:美国材料试验协会标准b.MIL-T(MIL-STD):美国军标c.AMS:美国金属学会标准③TOCT:原联国家标准
AMTY:原联国家航空技术委员会标准④JIS:日本工业标准⑤EN:欧洲标准委员会标准⑥DIN:德国标准
WL：德国航空材料标准⑦BS:英国标准
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⑧NF:法国标准2.钛与钛合金牌号对照表43.有关标准检验项目表54.产品标准参考表6、表75.出口用标准（三）国际组织与标准化机构1.部分国际组织、国家标准化机构和标准代号2.与金属材料有关的部分国外协会、学会与专业标准代
号。（四）热处理1.概念
通过对金属材料采用适合的加热方式、保温、冷却以获得预期的组织形态、分布与性能的工艺称为热处理。
加热的方式有非真空加热、真空加热。冷却的方式有空冷、水冷、油冷、炉冷等。
2.真空热处理一般指在1X10-5Pa的真空环境中（通常最低要求
2-3X10-3Pa的真空度），进行加热，(有时要求充惰性气体)，保温、冷却的热处理工艺称为真空热处理。
产品的出炉温度＜200℃才能保证钛的表面不被氧化，呈银白色的金属钛本色。
3.退火
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对产品加热到适合温度，保温一定时间，使其冷却，获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
退火目的是均匀化学成分，改善机械性能和工艺性能。例如：消除因加工引起的硬化、如消除应力、如实现再结晶、如真空退火除气（一般是氢气）等。
篇四：钛合金材料对照
欧阳学文创作
各国常用钛及钛合金牌号对照表
欧阳学文
1.各国常用钛及钛合金牌号对照表
国家中国编号GB/T
国际标准ISO
1TA1Grade12TA2Grade23TA3Grade4A/4B4TA4Grade35TC4TiAl6v46TC11
美国ASTM
GradeF1GradeF2GradeF3GradeF4GradeF5
俄罗斯TOCTBT100BT10BT10BT10BT6BT9
法国NF
T40T40T40T40TA6V
2.公司产品标准表
名称钛及钛合金板材钛及钛合金棒材钛及钛合金管换热器及冷凝器用钛及钛合金管钛及钛合金带.箔材钛及钛合金饼和环钛及钛合金丝外科植入物用钛及钛合金加工材
中国标准GB/T3621GB/T2965GB/T3624GB/T3625GB/T3622GB/T16598GB/T3623GB/13810
德国DIN
日本JIS
Ti1Ti3Ti4Ti4TiAl6V4
1级2级2级3级YATB640
美国标准ASTMB265ASTMB348ASTMB337ASTMB338ASTMB265ASTMB381ASTMB863ASTMF67ASTMF136
欧阳学文创作