钛牌号对照表.docx

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钛牌号对照表

钛牌号对照表

2007-06-0711:

25

中国                                                       美国                                      俄罗斯

TAD碘化钛                                     Grade11号纯钛                           BT1-00工业纯钛

TA1工业纯钛                                 Grade22号纯钛                           BT1-0工业纯钛

TA2工业纯钛                                  Grade33号纯钛                           OT4-0Ti-0.8Al-0.7Sn

TA3工业纯钛                                  Grade44号纯钛                           OT4-1Ti-2Al-1.5Mn

TA4Ti-3Al                                       Grade5Ti-6Al-4V                         OT4Ti-3Al-1.5Mn

TA5Ti-4Al-0.005B                          Grade6Ti-5Al-2.5V                      BT5Ti-5Al

TA6Ti-5Al                                      Grade7Ti-0.2Pd                           BT5-1Ti-5Al-2.5Sn

TA7Ti-5Al-2.5Sn                            Grade9Ti-3Al-2.5V                      BT6Ti-6Al-4V

TA8Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr           Grade10Ti-11.5Mo-4.5Sn-6Zr      BT6cTi-6Al-4V

TC1Ti-2Al-1.5Mn                           Grade11Ti-0.2Pd          BT3-1Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si

TC2Ti-3Al-1.5Mn                              Grade12Ti-0.3Mo-0.75Ni            BT9Ti-6.5Al-3.5Mo-0.3Si

TC3Ti-4Al-4V                                    A-1Ti-5Al-2.5Sn                          BT/4Ti-5Al-3Mo-1.5V

TC4Ti-6Al-4V                                    A-3Ti-6Al-2Nb-1Ta                     BT16Ti-2.8Al-5Mo-5V

TC6Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3SiA-4Ti-8Al-1Mo-1V                      BT18Ti-8Al-0.6Mo-11Zr-1Nb

TC7Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01BAB-1Ti-6Al-4V                     BT19Ti-3Al-5.5Mo-3.5V-5.5Cr-1Zr

TC9Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si          AB-3Ti-6Al-6V-2Sn               BT20Ti-6Al-1.5Mo-1.5V

TC10Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe    AB-4Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo     BT22Ti-5.5Al-5V-5Mo-1.5Cr-1.0Fe

TC11Ti-6Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si               AB-5Ti-3Al-2.5V                   ПT-3BTi-4Al-2V

TB2Ti-5Mo-5V-3Cr-3Al                           B-1Ti-3Al-13V-11Cr             ПT-7MTi-2Al

1

钛合金

 以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。

钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。

研究范围：

     钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛合金、β型钛合金和α＋β型钛合金。

研究范围还包括钛合金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合金的军用和民用等。

应用：

     钛合金是一种新型结构材料，它具有优异的综合性能，如密度小（~4.5gcm-3），比强度和比断裂韧性高，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好，抗蚀性能优异，某些钛合金的最高工作温度为550ºC，预期可达700ºC。

因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用，发展迅猛。

轻合金、钢等的（σ0.2/密度）与温度的关系，钛合金的比强高于其他轻金属、钢和镍合金，并且这一优势可以保持到500ºC左右，因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件。

钛产量中约80%用于航空和宇航工业。

例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中，钛合金约占21%，主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。

F-15战斗机的机体结构材料，钛合金用量达7000kg ，约占结构重量的34%。

波音757客机的结构件，钛合金约占5%，用量达3640 kg。

麦克唐纳道格拉斯（Mc-Donnell-Dounlas）公司生产的DC10飞机，钛合金用量达5500kg，占结构重量的10%以上。

在化学和一般工程领域的钛用量：

美国约占其产量的15%，欧洲约占40%。

由于钛及其合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织相容性，使它用于制作假体装置等生物材料。

特点：

    钛金属的密度较小，为4.5g/cm3，仅为铁的60%，通常与铝、镁等被称为轻金属，其相应的钛合金、铝合金、镁合金则称为轻合金。

世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对钛合金材料进行研究开发，并且得到了实际应用。

　　钛是二十世纪五十年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、易焊接等特点而被广泛用于各个领域，尤其是强度高、易焊接性能有利于高尔夫杆头的制造。

　  第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al（铝）-4V（矾）合金。

Ti-6Al-4V合金在耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性方面均达到较好水平。

Ti-6Al-4V合金使用量已占全部钛合金的75~85%。

许多其它合金可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有二十至三十种，例如，有Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、Ti-811、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1100、BT9、BT20、IMI829、IMI834等；用于球杆制造的有10-2-3,SP700,15-3-3-3（通常所说的β钛）,22-4,DAT51。

　钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1或3）四类

钛合金按组织可分三类.（1钛中加入铝和锡元素.2钛中加入铝铬钼钒等合金元素.3钛中加入铝和钒等元素.）钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好.另外:

钛合金的工艺性能差,切削加工困难.在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质.还有抗磨性差,生产工艺复杂.

titanium alloys 

　　以钛为基加入其他元素组成的合金。

钛的工业化生产是1948年开始的。

航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8％的增长速度发展。

目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。

使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V（TC4）,Ti-5Al-2.5Sn（TA7）和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。

　　钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。

此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

　　中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。

　　特点 钛合金与其他金属材料相比,有下列优点:

①比强度（抗拉强度／密度）高（见图）,抗拉强度可达100～140kgf/mm2，而密度仅为钢的60％。

②中温强度好,使用温度比铝合金高几XX，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作。

③耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜，有抵抗多种介质侵蚀的能力。

通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性，在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异。

但在还原性介质，如盐酸等溶液中，钛的耐蚀性能较差。

④低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。

⑤弹性模量低,热导率小，无铁磁性。

合金元素 钛有两种同质异晶体:

882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。

合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:

①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。

其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。

②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。

前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。

③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。

　　氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。

氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。

通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。

氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。

通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。

氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。

　　类别 钛合金根据相的组成可分为三类:

α合金,（α+β）合金和β合金,中国分别以TA、TC、TB表示。

　　① α合金含一定量的稳定α相的元素，平衡状态下主要由α相组成。

α合金比重小，热强性好、具有良好的焊接性和优异的耐蚀性,缺点是室温强度低,通常用作耐热材料和耐蚀材料。

α合金通常又可分为全α合金（TA7）、近α合金 （Ti-8Al-1Mo-1V）和有少量化合物的α合金（Ti-2.5Cu）。

 　　② （α+β）合金含一定量的稳定α相和β相的元素，平衡状态下合金的组织为α相和β相。

（α＋β）合金有中等强度、并可热处理强化，但焊接性能较差。

（α＋β）合金应用广泛,其中Ti-6Al-4V合金的产量在全部钛材中占一半以上。

　　③ β合金含大量稳定β相的元素，可将高温β相全部保留到室温。

β合金通常又可分为可热处理β合金（亚稳定β合金和近亚稳定β合金）和热稳定β合金。

可热处理β合金在淬火状态下有优异的塑性，并能通过时效处理使抗拉强度达到130～140kgf/mm2。

β合金通常作高强度高韧性材料使用。

缺点是比重大，成本高，焊接性能差，切削加工困难。

　　钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等。

典型合金的成分和性能见表。

热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。

一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。

　　常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。

退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性，以获得较好的综合性能。

通常α合金和（α＋β）合金退火温度选在（α＋β）—→β相转变点以下120～200℃；固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解，得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点，达到使合金强化的目的。

通常（α＋β）合金的淬火在（α＋β）—→β相转变点以下40～100℃进行，亚稳定β合金淬火在（α＋β）—→β相转变点以上40～80℃进行。

时效处理温度一般为450～550℃。

此外,为了满足工件的特殊要求，工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。

有色金属材料性能及应用简介

一、 钛及钛合金

1、常用的钛及钛合金牌号及化学成分

①  工业纯钛

中国牌号：

FeCNHOSi

TA1ELI0.100.030.0120.0080.10

TA10.200.080.030.0150.18

TA1-1≤0.150.050.030.0030.12≤0.08

TA2ELI0.200.050.030.0080.10

TA20.300.080.030.0150.25

TA3ELI0.250.050.040.0080.18

TA30.300.080.050.0150.35

TA4ELI0.300.050.050.0080.25

TA40.500.080.050.0150.40

美国牌号：

Gr10.200.100.030.0150.18

Gr20.300.100.030.0150.25

Gr30.300.100.050.0150.35

Gr40.500.100.050.0150.40

前苏联牌号：

BT1-000.150.050.040.0080.10

除焊丝外，允许Al≤0.30℅

BT1-00.250.070.040.0100.20

允许Al≤0.70℅

②  工业钛合金

TC4（Gr.5Ti-6Al-4VTA6V）Ti-6Al-4V

TA7（Gr.7,BT5-1）Ti-5Al-2.5Sn（Al:

4.0-6.0%）

TA7ELITi-5Al-2.5Sn（Al:

4.5-5.75%,适用于-155—-255℃）

TA9（Gr.7）Ti-0.2Pa

TA10（Gr.12）Ti-0.3Mo-0.8Ni

TA15（BT20）Ti-6.5Al-1.5Zr-1Mo-1V

TA16（ПT-7M）Ti-2Al-2.5Zr

TA17（ПT-3B）Ti-4Al-2V

TA18（Gr.9）Ti-3Al-2.5V

TA19（Ti-6242S）Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si

TB5（Ti-15-3-3-3）Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al

TB6（Ti-1023）Ti-10V-2Fe-3Al

2、钛及钛合金应用简介

钛之所以是继铁、铝之后成为正在崛起的第三金属，主要是由于其密度（4.5g/cm3）小，比强度高、有良好的中温强度和低温韧性（良好的力学性能）、耐腐蚀、无磁性、较易成型加工等特点。

作为主要的结构材料和耐腐蚀材料，在航空、航天、舰船、兵器、化工、氯碱、PHE（板式换热器）、石化、冶金、电力、轻工建筑、医药、海洋工程、汽车、体育用品和日常生活器具等领域获得了广泛的应用。

数据表明，在日本和欧洲，传统的应用领域，如化工、石油、医疗等呈现逐年增长的态势。

欧洲近年来PHE（板式换热器）用钛量一直占最大的份额。

近几年来氯碱工业用钛量增长也比较快。

钛在汽车工业中的应用也越来越受到欧洲汽车制造商的青睐。

当前，降低燃油消耗、减少有害废弃物排放已经成为汽车行业技术进步的主要动力和方向之一。

研究表明，轻量化是实现节省燃料、减少污染的有效措施。

汽车的质量每降低10％，燃料消耗可节省8％－10％，废气排放可减少10％。

为此，世界各国都在研究汽车轻量化问题。

汽车轻量化的首选途径就是用高比强度的轻质材料（如铝、镁、钛等）替代传统的汽车材料（如钢铁）。

汽车用钛的优缺点

钛在汽车上的应用始于20世纪50年代，即钛工业刚刚诞生不久。

由于技术和价格方面的原因，钛在汽车上的应用一直没有引起产业界的重视。

随着汽车节能和环保标准的提高，近年才逐渐成为国际材料界与汽车界共同关注的热门话题。

钛材具有多种优异性能，是多种不同类型的汽车部件的首选用材，其主要优势和应用如下：

1，                  密度低仅为钢的60％，不仅可以减轻整车重量，对高速的运动部件，可减少运动惯量；

2，                  比强度高在各种金属材料中，钛的比强度几乎是最高的，可作承重部件；

3，                  弹性模量小仅为钢的50%，且抗疲劳强度大，适合做弹簧；

4，                  耐热性好可在200～650℃下长时间工作，适合做高温部件；

5，                  热胀系数小是不锈钢、铝材的50%，适合做发动机气门等部件；

6，                  耐蚀性能好耐蚀性优于铝、镁等不锈钢，可抗大气、雨水、防冻路面湿气及含硫化氢高温废气的腐蚀，适合做尾喷管等工况环境教恶劣的部件；

7，                  抗冻性好在零下100℃的环境中也不会产生低温脆性；

8，                  成形性好可通过冲压、热锻、粉末冶金、精密铸造等方法制造各种形状的零部件；

9，                  装饰性好通过氧化处理，可形成色彩鲜艳的各种装饰材料。

汽车用途除Ti-6Al-4V合金等外，TiAl基金属间化合物及强化钛材则具有更高的耐热性、刚性和耐磨性。

在汽车零件中用钛可代替的铁基零件有：

发动机系统的连杆、挡圈、曲轴、变速箱、转向齿条和小齿轮、气门及进气阀、排气阀、制动压力管道密封圈、轮圈螺杆、吊弹簧等。

底盘系统的弹簧、消音器、排气装置；车体系统的包括车轮的衬套及轴承、各种半轴、紧固件等。

汽车使用钛的优点在于：

减轻质量，降低燃料消耗；改善动力传输效果，降低噪音；减少震动，减轻部件荷载；提高车的持久性及保护环境。

其缺点是：

一般情况下，汽车所使用的钛的耐磨性不好、弹性低于钢，难以进行机械加工。

但是，耐磨性可通过涂层或强化进行改善，弹性可采用补强来提高，机加工若采用近净形成技术或用其他的加工条件，则可把缺点降到最低。

而真正妨碍钛广泛应用是钛的高成本，这是由钛的原材料、熔炼、加工工艺的复杂决定的。

进入20世纪90年代以来，随着钛冶炼、熔铸和加工技术的改进，特别是冷床炉技术的使用和钛粉末冶金技术进步，很多低成本钛合金研制成功。

同时，随着社会的进步，人们对汽车提出了减重、节能、减震、降低废气排放和提高性能的要求，因此，钛在汽车中的应用迎来了良好的发展机遇。

美、日、欧都已制定了未来若干年汽车用钛的发展规划，目前最大的问题是成本，一旦钛在汽车工业中得到广泛应用，则钛的用量将远远超过目前航空航天业中的用量，当前汽车制造商批量使用钛制零部件标志着世界钛工业今后将逐步摆脱航空业的束缚，向更广阔的应用领域拓展。

有色金属价格的持续高位运行，给钛的发展带来巨大机会。

铜价持续在70000元\t,不锈钢的重要合金元素镍和钼的价格更是成倍增长,而海绵钛的价格在2006年底从20万元\t下落至目前9万元\t后,铜管、不锈钢管、和钛管的体积价格比已经相当。

而钛的耐腐蚀性能远优于铜和不锈钢，这就给钛需求爆发式增长提供了机会。

公司可按中国国家标准GB、GJB组织生产外、还可按美标ASM、ASTM、德标DIN、英标BS、日本标准JIS、法国标准NF等标准提供产品。

钛及钛合金的各种加工材形式：

钛板、带、箔材

钛棒材、钛锻件（包括饼环材和各种异型件）

钛线材

钛管材

钛标准件

钛制设备

二、民用锆—702UNSR60702（工业纯锆）的各种加工材

锆除了战略的考虑外，民用锆材需求量很大，各国都在大力发展自己的锆工业。

（民用锆材的代表牌号是锆-702UNSR80702）。

生产锆材的方法与生产钛材类似，生产钛材的设备完全能够生产锆材，公司具有丰富的生产锆材的经验。

锆是一种耐蚀性很强的金属，熔点1852℃，密度（6.5g/cm3），适用于化工耐蚀设备，它的抗酸性优于钛和各种钢，接近于钽。

锆在碱溶液中也相当稳定。

100℃以下，锆能抗浓HNO3、60%H3PO4；

50℃以下，能抗发烟HNO3,80%H3PO4；

35℃以下，能抗70%H2SO4的腐蚀。

但锆不能抗熔融硝酸盐，硫化氢，氢氟酸和湿氯气的腐蚀。

锆在浓度高达70%的沸腾硫酸的中腐蚀速率每年不超过0.125mm，锆是能耐所有浓度的盐酸腐蚀的少数金属之一。

在25℃的一切浓度硝酸中，钛的腐蚀速率每年在0.0025mm以下；在浓度高达50%，温度高达沸点的磷酸中，锆也能显示出优异的耐腐蚀性能。

锆完全能耐碱性溶液和熔融碱的侵蚀。

它在氢氧化钠介质中的耐腐蚀性与镍相同，由于锆具有优异的抗腐蚀能力，在许多情况下比钽和贵金属好得多。

此外，锆还具有良好的机械性能和抗高温性能，因此，锆在化工设备中，特别是在抗腐蚀性能要求高的设备上锆主要用来制造化工设备中热交换器，容器衬里，阀门，泵壳，叶片，搅拌器，导管等，许多生产肥料，树脂，塑料，酸类的化工设备都采用锆。

锆——702加工材的供应形式与相应的美国ASTM标准为：

板材、薄板、带材执行ASTMB551标准

棒材、丝材执行ASTMB550标准

锻件执行ASTMB493标准

无缝管和焊管执行ASTMB523标准

三、镍及镍基合金的应用

纯镍主要是指中国牌号N6,美国牌号为UNSN02200\N02201

它是工业上应用最广泛的材料，N6（UNSN02200\N02201）的密度：

8.89g/cm3，它具有很好的机械性能，在许多腐蚀环境下具有优良的耐腐蚀性能，特别是耐烧碱的腐蚀，主要应用氯碱行业，象碱浓缩，固碱，降膜蒸发器等。

产品形状：

板，带，箔执行ASTMB162标准

棒和饼执行ASTMB160标准

无缝管执行ASTMB161标准

中国镍资源丰富，各种纯镍加工材由于价格低廉，颇受国际市场的亲睐。

镍基耐蚀合金主要用于耐蚀环镜下，烟道气体净化装置、化肥生产、发电设备、制酸工业、气体腐蚀环境、硫酸热交换器、热硫酸处理装置、含氯化物的酸性溶液和亚硫酸等环境的容器、热交换器、管道、阀门、石化产品深加工设备、分解管、化工，造纸