鈦及鈦合金鑄件的簡(jiǎn)介
(1)鑄造鈦合金的牌號(hào)、分類及標(biāo)準(zhǔn)
變形鈦合金零件的生產(chǎn)費(fèi)用高,有些形狀復(fù)雜的零件用機(jī)加的方法也難以制造,因此鈦鑄件的生產(chǎn)應(yīng)運(yùn)而生。鑄造鈦合金的性能與鈦合金β鍛造的性能相近,具有較好的抗拉強(qiáng)度和斷裂韌性,其持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度與變形鈦合金相近,只是由于組織粗大,塑性相比變形狀態(tài)低40%~45%,同時(shí)疲勞強(qiáng)度也較低。
如同變形合金一樣,鑄造鈦合金按相的組成可分為α合金、近α合金、α+β合金及β合金。按應(yīng)用情況可分為中溫中強(qiáng)合金、高強(qiáng)合金、高溫合金、低溫合金、抗腐蝕合金及生物工程合金。
α合金:中國(guó) 純鈦(ZTA1、ZTA2、ZTA3)
Ti-5Al-2.5Sn(ZT2 ZTA7) Ti-5Al(ZTA5)
近α合金:(中) Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo(ZT6)
(美) Ti6242
α+β合金:(中)Ti-5Al-5Mo-2Sn-0.25Si-0.02Ce(ZT3)
Ti-6Al-4V(ZT4 ZTC4)
Ti-5.5Al-3Mo-1.5V-0.8Fe-1Cu(ZT5)
(美)Ti-6Al-4V Ti64
β合金: (中)Ti-32Mo(ZTB32)
(中)Ti-5.5Al-3Mo-1.5V-0.8Fe-1Cu-1.5Sn-3.5Zr(ZT5)
按用途分類:中溫中強(qiáng)結(jié)構(gòu)合金
Ti-6Al-4V ZT4 Ti64
Ti-5Al-2.5Fe ZT2
Ti-5Al ZTA5 BT5Π
高溫合金:
Ti-5Al-5Mo-2Sn-0.25Si-0.02Ce ZT3
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo Ti6242
Ti-6.5Al-3.5Mo-2Zr-0.3Si BT9Π
高強(qiáng)合金:
Ti-5.5Al-3Mo-1.5V-0.8Fe-1Cu-1.5Sn-3.5Zr ZT5
Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn Ti-15-3
生物工程合金
Ti-5Al-2.5Fe G-TiAl5Fe2.5
抗腐蝕合金
Ti-0.2Pa C-7A
Ti-15Mo-5Zr KS130M2-C Ti-32Mo ZTB32
低溫合金
Ti-6Al-4VELI Ti64ELI
(2)中國(guó)鈦及鈦合金鑄件標(biāo)準(zhǔn)
技術(shù)條件名稱 性質(zhì)、代號(hào) 適用范圍
鈦及鈦合金鑄件 國(guó)標(biāo)GB/T6614-94 民品鑄件
鈦及鈦合金熔模精密鑄件規(guī)范 國(guó)軍標(biāo)GJB2896-97 軍品鑄件
鈦合金熔模精密鑄件 航標(biāo)HB5448-90 航空鑄件
鈦合金鑄件 航標(biāo)HB5447-90 航空鑄件
(3)鈦及鈦合金鑄件的應(yīng)用
鈦合金鑄造的發(fā)展,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于變形鈦合金。如果說(shuō),50年代初,變形鈦合金已開始批量生產(chǎn)與應(yīng)用,而鈦合金鑄件到60年代才開始應(yīng)用于石化工業(yè)。鈦逐漸正式應(yīng)用于航空工業(yè)已在70年代,與變形鈦在合金在飛機(jī)上的應(yīng)用相差了20年。雖然到目前為止變形鈦合金的產(chǎn)量仍然占主導(dǎo)地位,單近年來(lái)鈦及鈦合金鑄件的生產(chǎn)與應(yīng)用保持著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。
70年代美國(guó)在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上用鈦量基本上保持在20%~30%的范圍內(nèi) 。鈦合金零件機(jī)械加工比較困難,成本比較高。為了降低新型飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本,當(dāng)時(shí)提出了鈦合金近尺寸成型工藝發(fā)展計(jì)劃,其中包括精鍛、精鑄、超塑成型,擴(kuò)散焊、粉末冶金等工藝。后來(lái)的實(shí)踐證明,鈦合金精密鑄造工藝的發(fā)展,解決了鈦合金鑄件的質(zhì)量問題,提高了航空應(yīng)用中的安全系數(shù),作為尺寸精度很高的精密鑄件,節(jié)約了大量機(jī)械加工工時(shí),尤其是原由幾個(gè)零件組合的整體大型鈦合金精密鑄件的研制成功,大大降低了鈦零件的制造成本。從而是鈦及鈦合金鑄件產(chǎn)量在80年代獲得了一個(gè)飛速發(fā)展。
到90年代,鈦合金鑄件在石化、醫(yī)療器械、精密機(jī)械和體育器械等方面也取得了大發(fā)展和應(yīng)用。尤其是鈦合金精鑄高爾夫球頭的推廣應(yīng)用,促使鑄鈦工業(yè)發(fā)生了變化。美國(guó)、日本中國(guó)大陸、與臺(tái)灣都建立了鈦合金精密鑄件鑄造高爾夫球頭的專業(yè)化工廠。90年代美國(guó)鑄鈦產(chǎn)值增加了五、六倍。而中國(guó)總產(chǎn)值增加了近20倍。