1.3.3 钛及其合金的力学性能
1.纯钛的力学性能
表1-8和表1-9分别给出了纯钛的室温和低温力学性能。
表1-8 纯钛的室温力学性能
表1-9 纯钛的低温力学性能
2.钛合金的力学性能
(1)铸造钛合金的力学性能 表1-10和表1-11分别为铸造钛合金力学性能和航空用铸造钛合金的力学性能。
表1-10 铸造钛合金力学性能(GB/T 6614—2014)
注:括号内的性能指标为氧含量控制较高时测得。
表1-11 航空用铸造钛合金的力学性能
(续)
(2)变形钛合金的力学性能
1)变形钛合金的拉伸性能。α-β钛合金兼有α钛合金和β钛合金的优点,即具有良好的热加工性,还可以经过热处理提高强度。随着α相的增加,加工性能变差;而随着β相的增加,焊接性变差。其退火状态韧性高,热处理状态比强度大,硬化倾向大,其力学性能可以在较大范围内变化。表1-12是我国钛及其合金板材的力学性能。表1-13是钛合金TC4(Ti-6Al-4V)与不锈钢、铝合金强度的比较。
表1-12 我国钛及其合金的力学性能
(续)
①厚度不大于0.64mm的板材,伸长率报实测值。
②正确供货按A类,B类适应于复合板复材;当需方要求并在合同中注明时,按B类供货。
表1-13 钛合金TC4(Ti-6Al-4V)与不锈钢、铝合金强度的比较
钛合金的高温比强度和低温比强度都高,分别如图1-4和图1-5所示。
图1-4 几种高温工业用钛合金的高温比强度
图1-5 几种高温工业用钛合金的低温比强度
2)钛合金的疲劳性能。图1-6~图1-8分别给出了纯钛的高周(HCF)疲劳性能、近α型和α-β型钛合金的疲劳性能、β型钛合金和α型钛合金时效硬化的疲劳性能。图中,R为交变应力的循环特征。
图1-6 纯钛的高周(HCF)疲劳性能(R=-1)
a)晶粒尺寸的影响(R=-1) b)氧含量的影响(R=-1) c)冷加工的影响(R=0.1)
图1-7 近α型和α-β型钛合金(Ti-6Al-4V)的疲劳性能(R=-1)
a)片层宽度的影响(层片状组织) b)α相晶粒尺寸的影响(等轴状组织) c)片层宽度的影响(双态组织)
图1-8 β型钛合金和α型钛合金时效硬化的疲劳性能(R=-1)