航空用TA18合金管材

1. 概述

TA18合金是一种近α型钛合金，其名义成分为Ti-3Al-2.5V，专为可冷加工的管材应用而研制。在室温和高温下，TA18合金的强度比纯钛高出20%至50%，其焊接性能和冷成形性能也优于TC4合金。通常情况下，TA18合金在退火状态下使用，同时也可在经冷加工并去应力退火处理后使用，其最高工作温度约为315 。

TA18合金无缝管适用于飞机和发动机中的液压和燃油管路系统。此外，该合金还可轧制成箔材和带材，前者主要用于飞机蜂窝结构制造。

1.1 材料牌号

材料牌号：TA18

1.2 相近牌号

相近牌号：Ti-3Al-2.5V（美国）

1.3 材料的技术标准

以下是TA18合金的相关技术标准：

GJB 3423—1998《航空用Ti-3A₁-2.5V钛合金管材规范》

Q/XB 1513—1996《航空发动机用Ti-3A1-2.5V板材》（西北有色金属研究院）

Q/XB 1511—1996《航空发动机用Ti-3A1-2.5V棒材》（西北有色金属研究院）

Q/XB 1512-1996《Ti-3Al-2.5V合金焊丝》（西北有色金属研究院）

AMS 4943F—1996《退火状态的-Ti-3A1-2.5V钛合金无缝液压管材》

AMS 4944E—1995《冷加工并去应力状态的Ti-3Al-2.5V钛合金无缝液压管材》

1.4 化学成分

以下是根据GJB 3432—1998、Q/XB 1513-1996、Q/XB 1511—1996和Q/XB 1512—1996标准规定的TA18合金的化学成分：

1.5 热处理制度

1.5.1 退火

管材及板材的退火在真空炉内进行，炉内绝对压强不应高于9 10^(-2) Pa，加热温度在650 790 范围内，炉温波动范围为士15 ，保温30 120min，然后炉冷。

1.5.2 去应力退火

按照GJB 3763-1999《钛及钛合金热处理规范》的规定，进行370 600 的处理，持续15 240min，然后进行空冷或炉冷。

1.6 品种规格与供应状态

1.7 熔炼与铸造工艺

合金应经过两次以上真空自耗电极电弧炉熔炼。选用氧含量不大于0.08%的0 1级小颗粒海绵钛和钼含量80% 85%的Al-Mo中间合金以及钒含量80% 85%的Al-V中间合金。此外，应特别注意布料方式，以保证各种合金元素在电极块中的分布均匀性。自耗电极的焊接采用氩气保护等离子焊接方式，严禁使用钨极氩弧焊。一次真空熔炼时的绝对压强应不大于1.3Pa。最后一次重熔可以在真空中或氩气气氛中进行，熔炼结束前必须进行热封顶操作。

1.8 应用概况与特殊要求

TA18合金管材已广泛应用于美国高科技军用、航天和民用飞机上的液压、燃油等管路系统。在我国，它还曾用于运输机的空调管路，并计划在航空发动机管路系统中进行应用。该合金适用于制造要求在315 以下具备强度、抗氧化性能和焊接性能的部件。

2. 物理及化学性能

2.1 热性能

2.1.1 熔化温度范围

熔化温度范围：1700 1726

2.1.2 热导率

2.1.3 比热容

室温的比热容：858J/(kg· )

2.1.4 线膨胀系数

2.2 密度

密度：4.47g/cm³

2.3 电性能

电阻率：

2.4 磁性能

无磁性

2.5 化学性能

2.5.1 抗氧化性能

该合金抗氧化温度可达315 。在800 下，保持1小时，表面氧化深度不超过0.05mm。

2.5.2 耐腐蚀性能

2.5.2.1 一般腐蚀性能

与工业纯钛相近。

2.5.2.3 电化学电位

TA18合金在50 的海水中腐蚀电位为9.2V（SCE），略低于纯钛的9.6V（SCE），但至少比不锈钢高1V（SCE）。

3. 室温及各种温度下的力学性能

硬度：退火状态下管材的室温硬度为HRC15 274。

4. 组织结构

4.1 相变温度

β a+β转变温度为925 10 。

4.2 时间-温度-组织转变曲线

4.3 合金组织结构

合金在退火状态下的主要组织是等轴α相，以及少量的β相。在冷加工状态下呈现拉长的α组织。在固溶时效状态下，表现为等轴α相和β转变组织。