钛有两种同质异晶体:钛是同素异构体,熔点为1668℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为a-钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为B-钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及组分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。
TB9(Ti-38644)钛合金是上世纪60年代美国RMI研发的亚稳β商业钛合金,其成分为Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr,是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金。
TB9钛合金通过亚结构、小角度晶界和变形带的演变实现晶粒的细化以及沿轴向的转动和伸长。随变形量的增大平均晶粒尺寸降低,形成亚微米级超细晶以及纳米晶。 在亚结构、小尺寸晶粒及织构共同作用下,TB9钛合金拉伸强度随变形量增大而增加。
TB9合金中的β稳定元素含量很大,该合金中的Mo含量相当高,因而具有优良的耐蚀性和抗盐应力腐蚀等性能。因此它可进行多种热处理,即通过改变热处理规范使合金得到不同的强度-塑性的配合。
TB9合金具有塑性好、强度和弹性高、淬透性好的优点,其淬透截面可达到225mm。该合金经过固溶时效处理后金强度可以达到1200~1400MPa,断裂韧性58~66MPa.m%2,有较高的抗拉强度和耐腐蚀性能,可作为弹簧材料,TB9钛合金广泛应用于航空弹簧、高强紧固件、扭力杆箔材蜂窝结构、航空母舰弹射装置和石油钻井等领域。