TA15钛合金概述

TA15是一种近α型钛合金，名义成分为Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr，对应俄罗斯牌号BT20。通过α稳定元素Al的固溶强化是TA15钛合金的主要强化机制。TA15钛合金中加入中性元素Zr和β稳定元素Mo和V，以改善工艺性。TA15钛合金的Al当量为6.58%，属于高Al当量的近α型钛合金，因此它既有α型钛合金良好的热强性和可焊性，又具有接近α-β型钛合金的工艺塑性。TA15钛合金具有中等的室温和高温强度、良好的热稳定性和焊接性能，比TC4具有更好的室室温及高温强度、断裂韧性、疲劳极限、抗应力、抗腐蚀能力和焊接性能，工艺塑性稍低于TC4。该合金不能通过热处理进行强化。TA15钛合金长时间（3000h)工作温度可达500℃，瞬时（不超过5min)可达800℃。450℃下工作时，寿命可达6000h。TA15合金主要制造500℃以下长时间工作的飞机、发动机零件和焊接承力零部件。TA15化学性能和力学性能TA15钛合金抗氧化性能和TC4钛合金相当，TA15钛合金在大气条件下和海水中稳定，耐蚀性良好。通常钛及其合金在氧化性酸（如HNO2）中有很好的耐蚀性。在还原酸（如盐酸和硫酸）中腐蚀严重，并随温度和浓度的提高而增大。在碱性介质中，钛及钛合金具有优异的耐蚀性能，即使在浓碱沸腾下，腐蚀速度也接近于零。

棒材和锻坯参考标准GJB2218A-2008，板材参考GB/T 3621-2007。俄标BT20和国产TA15力学性能基本一致。TA15加工性能和焊接性能TA15钛合金一般用于生产非标紧固件，不生产螺栓、螺钉等。其切削加工难度类似普通钛合金。合金的氩弧焊、接触焊和埋弧焊性能良好。

TA15合金的焊接行为基本上与α合金相似，焊接后也不一定要进行稳定化退火。它的马氏体α相的强度，接近于α相的强度。合金的氩弧焊、接触焊和埋弧焊的焊接性能良好。焊缝的室温强度和高温强度为基体金属强度的90%-95%。厚2mm板材的自动氩弧焊焊接接头，在其焊接状态、焊后退火状态、焊后450℃下100h热暴露状态的强度、弯曲角和冲击性能差别不大，接头对热处理不敏感。TA15应用与特殊要求TA15钛合金已大量用于制造飞机和发动机的承力结构件，特别是焊接的承力结构件，该牌号都用于生产有高温要求的非标零件，如非标花螺母、堵头、衬套、球头、压板、钩销、螺塞、堵塞、管接头、弯管接头等。该牌号退火后硬度HB(d)为3.3~3.6，抗拉强度900MPa~1130MPa，在500°C时的拉伸强度为570MPa，且在470MPa下能保持50h不断，同时材料密度小，比强度高，耐蚀抗氧化性优良。满足以上性能的均可选用。

零件设计时，应考虑钛合金零件设计的通用原则，例如：在一般气候环境下使用时，不需要附加表面保护。在海洋性气候条件下允许在不加保护的情况下与不锈钢、镍基合金接触，当工作温度髙于300 ℃时，应该采用保护涂层或限制工作寿命。与铝合金和结构钢直接接触的零件，必须采取合理有效的防护措施。对有相对运动的钛合金零件，为了防止微动磨蚀，应该采用隔离涂层。尽量避免钛合金零件与镀镉的钢零件相装配。

TA15( Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr)‍

TA15( Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr)