耐熱鈦合金（high temperature titanium alloy），又稱高溫鈦合金。在400～600℃具有較高強(qiáng)度的鈦合金。按組織分為 α+β 型和近 α 型鈦合金。典型馬氏體型 α+β 鈦合金有BT9，成分為Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si，使用溫度500℃。實(shí)用的多數(shù)為近 α 合金，Ti-6242合金成分為Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo，使用溫度540℃；IMl-834合金成分為Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si，使用溫度可達(dá)600℃。主要用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤和轉(zhuǎn)子葉片。制造壓氣機(jī)盤件要求有高的抗蠕變強(qiáng)度，適于采用雙態(tài)組織或網(wǎng)籃狀組織。制造壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片要求室溫和高溫下有高的疲勞強(qiáng)度，宜采用等軸組織。

耐熱鈦合金是適合于在較高溫度下長期工作的鈦合金。它在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)具有較高的瞬時(shí)和持久強(qiáng)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。在室溫與高溫下均有好的抗疲勞性能。主要用來制造壓氣機(jī)中的盤、葉片、進(jìn)氣機(jī)匣以及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。已得到應(yīng)用的耐熱鈦合金有固溶強(qiáng)化的α+β 型和近α 型鈦合金。能在500℃以下長期工作的α+β 型耐熱鈦合金，它們都含有較多的α 穩(wěn)定元素，鋁當(dāng)量都在6以上。加入適當(dāng)?shù)摩?穩(wěn)定元素，使合金在高溫下不僅顯示高的瞬時(shí)強(qiáng)度，而且具有足夠的塑性。典型的合金有TC4（Ti-6Al-4V），TC6（Ti-6Al-2.5Mo-2Cr-0.5Fe-0.3Si）和TC11（Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）。在500℃以下長期工作的α 型耐熱鈦合金，它們都含有少量α 穩(wěn)定元素。鋁當(dāng)量幾乎都在7以上，在平衡狀態(tài)下合金有更多的α 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性和斷裂韌度。由于近α 型合金具有這些優(yōu)良的綜合性能，而使其成為耐熱合金的主要體系。典型的合金有Ti-8Al-1Mo-1V（美國Ti-811）、Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V（俄羅斯BT-20）、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo（美國Ti-6242）和Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si（英國IMI-829）。
發(fā)展使用溫度高于500℃的耐熱合金，主要是解決合金熱強(qiáng)性與熱穩(wěn)定性之間的矛盾。目前國外在500～600℃使用的耐熱鈦合金有英國的IMI-834（Ti-6Al-4.5Sn-4Zr-1Nb-0.5Mo-0.4Si-0.02Fe），其最高使用溫度可達(dá)600℃，正在進(jìn)行評價(jià)的有美國的Ti-1100（Ti-6Al-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si-0.02Fe）。用于溫度為600℃的耐熱鈦合金，是Timet公司1988年研制的近僅鈦合金。
人們期望采用具有高損傷容限性能Ti3Al、TiAl為基體的金屬間化合物新型耐熱鈦合金。Ti3Al合金室溫塑性低，有代表性的合金為Ti-14Al-21Nb、Ti-14Al-21Nb-3V-2Mo合金和Ti-24Al-10Nb、Ti-25Al-8Nb-2Mo-2Ta、Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo以及Ti-22Al-27Nb合金。

鈦合金的分類方法有多種。按組織結(jié)構(gòu)可分為α 鈦合金、α+β 鈦合金及 β 鈦合金；按使用溫度可分為飛機(jī)結(jié)構(gòu)鈦合金和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)鈦合金；按用途與特性又可分為低強(qiáng)度鈦合金、中強(qiáng)度鈦合金、高強(qiáng)度鈦合金、超高強(qiáng)度鈦合金、損傷容限型鈦合金、低成本高性能鈦合金等。
（1）α 型鈦合金
工業(yè)純鈦以及Ti中加入α 穩(wěn)定元素如Al或中性元素Sn、Zr等，而且退火后的顯微組織為單一 α 相的合金稱為僅型合金。這類合金通過加入 α 穩(wěn)定元素固溶于 α 相中，以保證合金的熱強(qiáng)性和組織穩(wěn)定性。這類合金一般不能熱處理強(qiáng)化，具有中低強(qiáng)度、良好的缺口韌性和高溫蠕變性能，以及高的塑性、可焊性和熱穩(wěn)定性，但加工性能較差。
這類合金有工業(yè)純鈦（如TA1、TA2、TA3等）以及Ti-AI、Ti-Al-Sn、Ti-Zr、Ti-Sn -Zr等系列如TA6（Ti-5Al）、TA7（Ti-5Al-2.5Sn）、TA16(Ti-2Al-2.5Zr）、TA19（Ti-6Al-2Sn-42r-2Mo-0.1Si）等。其合金牌號(hào)用TA表示，如TA1～TA28。
（2）近 α 型鈦合金
在儀型合金中加入少量的 β 穩(wěn)定元素（≤2%）或Mo當(dāng)量≤2%，如Mn、Mo、V、Nb、Cr等，使合金的平衡顯微組織中除了以 α 相為主外，尚有少量的 β 相（≤15%）。這類合金具有僅型合金的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又因 β 相而改善了加工性能，可以通過熱處理達(dá)到一定的強(qiáng)化效果，在高溫下保持較好的熱強(qiáng)性和組織穩(wěn)定性及良好的綜合性能。目前熱強(qiáng)鈦合金大都屬于這一類，如IMI-834、Ti-1100、BT36、Ti-6242S等。此外，由于該類合金不易發(fā)生塑脆轉(zhuǎn)變，具有良好的低溫性能，可在極低溫度下使用，如Ti-5Al-2.5Sn。
這類合金的牌號(hào)多用TA表示。如TA12（Ti-5.5Al-4Sn-2Zr-1Nb-1Mo-0.25Si）、TA15（Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V）等。有的亦用TC表示，如TC1（Ti-2AI-1.5Mn）、TC2（Ti-4AI-1.5Mn）等。
（3）α+β 鈦合金
當(dāng)鈦中含有a穩(wěn)定性元素和有2%～8%的B穩(wěn)定元素V、Mo、Cr、Nb、Fe等（或Mo當(dāng)量為2%～10%）時(shí)，平衡態(tài)的組織一般是以僅相為主并含有10%～30%β 相，這類合金即為α+β 合金，通常稱為兩相鈦合金。當(dāng)合金中β 相含量為30%～50%時(shí)，又稱為富β 合金。合金中 β 相含量的增加，不僅改善了合金的加工性能，而且增加了熱處理強(qiáng)化的效果，所以該類型鈦合金具有較高的高溫拉伸強(qiáng)度和室溫拉伸塑性、較好的室溫低周疲勞強(qiáng)度等性能，而且還具有較寬的組織可變性，可通過熱處理對性能進(jìn)行調(diào)整，使之既可用于低溫使用環(huán)境（如Ti-6Al-4V ELI），也可用于中等溫度區(qū)間，如Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo是目前應(yīng)用最廣泛的該類鈦合金。α+β 型合金的牌號(hào)一般用TC表示，如TC4（Ti-6Al-4V）、TC4 ELI（Ti-6Al-4V ELI）、TC4-DT（Ti-6Al-4V βELI）、TC11（Ti-6.5A1 -3.SMo -1.52r -0.3Si）、TC21（Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-1Cr-2Nb-0.1Si）、TC17（Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr）等。
（4）β 型鈦合金
該類鈦合金加入的元素主要有Mo、V、Cr等，β 鈦合金有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的沖壓性能，可通過淬火和時(shí)效進(jìn)一步強(qiáng)化。在時(shí)效狀態(tài)下，合金的組織為 β 相中彌散分布細(xì)小的 α 相顆粒。
典型合金的牌號(hào)是TB2，其成分為Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al，適用于制造壓氣機(jī)葉片、軸、輪盤等重載荷零件。

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