TC11鈦合金是我囯空應(yīng)用較廣的高溫鈦合金，最高使用溫度500℃，主要應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的零部件，如葉片、盤件、鼓筒和軸類等。也可以制成異形鑄件，制件的使用工作條件為，在退火狀態(tài)可用于500℃以下500小時(shí)和550℃以下100小時(shí)以及450℃以下1000小時(shí)，在強(qiáng)化處理狀態(tài)可用于500℃以下100小時(shí)工作的零件和在700℃以下一次性工作的零件。
該合金對(duì)熱鹽應(yīng)力腐蝕也存在著一定的敏感性。
TC11鈦合金的名義成分為Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si，是一種α-β型鈦合金耐熱鈦合金，鋁當(dāng)量為3.5，鉬當(dāng)量為7.3。該合金還具有良好的熱加工工藝性(包括常規(guī)工藝性能和超塑性)，可以進(jìn)行焊接和各種方式的機(jī)加工。該合金的β熱處理及等溫鍛已獲得迅速的發(fā)展。
該合金主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)盤、葉片、鼓筒等零件，也可用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。通過α-β區(qū)的熱變形和熱處理，該合金的最高長期工作溫度為500℃。生產(chǎn)的半成品有棒材、鍛件和模鍛件等。
二、化學(xué)成分
GB/T3620.1-2007《鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分》所規(guī)定的化學(xué)成分見表7-4-14。
表7-4-14 TC11鈦合金的化學(xué)成分 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
| 主要成分 | 雜質(zhì)，不大于 | ||||||||||
| Al | Mo | Zr | Si | Ti | Fe | C | N | H | O | 其他元素 | |
| 單一 | 總和 | ||||||||||
| 5.8～7.0 | 2.8～3.8 | 0.8～2.0 | 0.20～0.35 | 余量 | 0.25 | 0.08 | 0.05 | 0.012 | 0.15 | 0.10 | 0.40 |
三、合金性能
密度4.48g/cm3，室溫彈性模量123GPa，泊松比0.33，相變點(diǎn)1000±20℃，硬度HB331-343℃。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 見表7-4-15。
表7-4-15 TC11鈦合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
| 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) | 品種 | 狀態(tài) | 規(guī)格 mm | 取樣 方向 | 室溫性能 | 高溫性能 | |||||||||
| Rm Mpa | Rp0.2 MPa | A % | Z % | ak J/cm2 | 500℃ | ||||||||||
| Rm Mpa | Rp0.2 MPa | A % | Z % | σ35h Mpa | σ100h Mpa | ||||||||||
| 不小于 | |||||||||||||||
| GB/T 2965- 2007 | 棒材 | M | a | L | 1030 | 900 | 10 | 30 | - | 685 | - | - | - | 640 | - |
| GJB2218A- 2008 | 棒材 | M | 12～100 ＞100～150 | L | 1030 1030 | 910 910 | 9 8 | 30 23 | - | 685 - | - | - | - | 640 - | - |
| 鍛坯 | M | 38～110 | L | 1030 | 910 | 8 | 23 | - | - | - | - | - | - | - | |
| GJB 2220- 1994 | 餅環(huán)坯 | M | 38～110 m≤60kg | C | 1060～1230 | 910 | 8 | 23 | 295b | - | - | - | - | - | - |
| GJB2744A- 2007 | 鍛件 | M | ≤100 | L C | 1030 1030 | 910 885 | 9 8 | 25 23 | 29.5 29.5 | 685 | - | 12 | 40 | 640 | 590 |
| GJB494A- 2008 | 棒材 | M | ≤70 | L | 1030～1230 | 930 | 9 | 30 | 24 | 685 | - | 12 | 45 | 640 | - |
| HB 7238- 1995 | 鍛件 | M | m≤60kg | C | 1030～1225 | 885 | 8 | 23 | 295b | - | - | - | - | - | - |
| HB 5263- 1995 | 盤模 鍛件 | M | - | C | 1030～1230 | 885 | 8 | 23 | 295b | - | - | - | - | - | - |
| a:橫截面積不大于64.5cm2且矩形棒的截面厚度不大于76mm。 b:單位為J。 | |||||||||||||||
棒材的高溫持久性能見表7-4-16。
表7-4-16 TC11鈦合金棒材的高溫持久性能
| 品種 | d,mm | 狀態(tài) | 取樣方向 | θ, ℃ | σ100h, MPa | σ300h, MPa | σ100h, MPa |
| 棒材 | 20 | 雙重退火 | L | 300 350 400 450 500 550 | 912 912 902 834 647 373 | - | - 1285 1275 1177 981 539 |
| 22 | L | 450 500 550 | 856 672 406 | 811 578 310 | - |