耐熱鈦合金(heatresistant titanium alloy)是指適合于在較高溫度下長期工作的鈦合金。它在整個工作溫度范圍內(nèi)具有較高的瞬時和持久強度;室溫下有較好的塑性、較好的蠕變抗力和良好的熱穩(wěn)定性;在室溫與高溫下均要有好的抗疲勞性能。主要用來制造壓氣機中的盤、葉片、進氣機匣以及飛機結(jié)構(gòu)件。已得到應(yīng)用的耐熱鈦合金有固溶強化的a-β型和近a型鈦合金。能在500℃以下長期工作的a-β型耐熱鈦合金,都含有較多的a穩(wěn)定元素,鋁當量都在6%以上,加入適當?shù)摩路€(wěn)定元素,使合金在高溫下不僅有高的瞬時強度,而且有足夠的塑性。我國典型的合金有TC4,TC6和TC11。在500℃以下長期工作的型耐熱鈦合金,/都含有少量a穩(wěn)定元素。鋁當量幾乎都在7%以上,在平衡狀態(tài)下合金有更多量的a相,因此這些合金在500℃以上具有更高的蠕變抗力和更好的抗疲勞和斷裂韌性。近a型合金由于具有這些優(yōu)良的綜合性能,而成為耐熱合金的主要體系。典型的合金有美國Ti-811和Ti-6242、俄羅斯 BT20、英國 IMI829 等。
發(fā)展使用溫度高于 500℃的耐熱合金,主要是解決合金熱強性與熱穩(wěn)定性之間的矛盾。目前國外在600℃左右使用的耐熱鈦合金有:英國IMI834、美國Ti-1100、俄羅斯的BT18y、BT36,以及我國的 Ti-60 和 Ti-600 等。
1、TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金
工作溫度:-100-550℃,密度:4.51g/cm3 室溫力學性能(25℃): 抗拉強度σb/MPa≥895,規(guī)定殘余伸長應(yīng)力σr0.2/MPa≥825,伸長率δ5(%)≥10,斷面收縮率ψ(%)≥25 高溫力學性能(400℃)抗拉強度:σb/MPa≥620,持久強度:σ100h/MPa≥570。
2、TC6(Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si)鈦合金
工作溫度:300℃,密度:4.51g/cm3室溫力學性能(25℃) 抗拉強度σb/MPa≥980,規(guī)定殘余伸長應(yīng)力σr0.2/MPa≥840,伸長率δ5(%)≥10,斷面收縮率ψ(%)≥25 高溫力學性能(400℃) 抗拉強度:σb/MPa≥735,持久強度:σ100h/MPa≥665 。
3、TC11(Ti-6Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si)鈦合金
工作溫度:500℃,密度:4.51g/cm3 室溫力學性能(25℃) 抗拉強度:σb/MPa>1030,規(guī)定殘余伸長應(yīng)力σr0.2/MPa≥900,伸長率δ5(%)≥10,斷面收縮率ψ(%)≥30 高溫力學性能(500℃)抗拉強度:σb/MPa>685,持久強度:σ100h/MPa≥640。