C4概述

TC4合金是一种中等强度的 α-β 型两相钛合金，含有6% α 稳定元素AI和4% β 稳定元素V。该合金具有优的综合性能，在航空和航天工业中获得了广泛的应用。合金长时间工作温度可达400℃，在航空工业中主要用于制造发动机的风扇和压气机盘及叶片，以及飞机结构中的梁、接头和隔框等重要承力构件。

TC4钛合金的主要半成品是棒材、锻件、厚板、薄板、型材和丝材等。合金主要在退火状态下使用，也可以采用固溶时效处理进行一定的强化，然而淬透截面一般不超过25mm。

该合金具有良好的工艺塑性和超塑性，适合于各种压力加工成形。该合金还可采用各种方式进行焊接和机械加工。

TC4技术标准GB/T 2965-2007

TC4化学成分TC4含钛(Ti)余量

铝(Al)5.5~6.8

钒(V)3.5~4.5

铁(Fe)≤0.30

氧(O)≤0.20

碳(C)≤0.10

氮(N)≤0.05

氢(H)≤0.015 

TC4热处理制度

1）退火

板材：700-850℃，0.5-2h，空冷；棒材和锻件：700-800℃，1-2h，空冷。

2）真空退火

700-800℃，0.5-2h，炉冷至200°C以下允许出炉空冷。炉内绝对压强应不大于0.09Pa。

3）固溶处理

910-940℃，0.5-2h，水淬。

4）时效

520-550°C，2-4h，空冷。

5）去应力退火

完全去应力退火：600-650℃，1-4h,空冷；不完全去应力退火：500-600℃，0.5-3h，空冷。去应力退火可以在空气炉或真空炉中进行。

TC4熔炼与铸造工艺

铸锭应该经过两次以上真空自耗电极电弧炉熔炼。发动机转子零件用料应经过三次熔炼。合金元素V以A1-V中间合金方式加入。自耗电极的焊接严禁使用钨极氩弧焊，采用氩气保护等离子焊接方法。

TC4应用概况

TC4钛合金在国内是20世纪60年代初期开始研制生产的，现已广泛用于制造航空发动机风扇和压气机的盘与叶片，以及飞机结构中的各种承力梁、框、接头和紧固件等。

TC4特殊要求

1）初生α相数量

TC4合金的力学性能与初生 α 相数量和形态有密切关系，一般讲，初生 α 相含量越多，室温拉伸塑性和疲劳性能越好；初生 α 相数量越少，则高温持久、蠕变和断裂韧度越好。为了获得优异的综合性能，初生 α 相含量通常希望控制在15%-50%范围内。如果初生 α 相含量超过这个范围，允许在正常退火之前增加一次高温固溶处理，即在 β 转变温度以下30-60℃保温lh，随后空冷或水冷。当初生 α 相含量过少时，只能通过在两相区的重新热变形来提高初生 α 相含量。

2）氧含量影响

随着氧含量的增加，TC4合金的抗拉强度明显提高，拉伸塑性和断裂韧度急剧下降。氧含量过高还会导至焊接性能变差。因此，在保证强度水平的前提下，应将氧含量控制在较低的范围内。特别是用于低温下工作的各种容器，应该选用w(o)≤0.13%的TC4合金材料。