“钛材选哪个牌号”是采购与设计环节问得最多的问题。其实判断路径只有四步:先看介质 → 再看温度 → 再看强度 → 最后看特殊要求。按这个顺序走,绝大多数工况都能收敛到 2–3 个候选牌号。最终选型仍建议由供方技术部结合具体工况确认。

四步选型法

  • 第一步:介质是什么?→ 决定耐蚀牌号(纯钛 / TA9 / TA10);
  • 第二步:温度多少?→ 决定能否用钛(纯钛约 ≤300 ℃,TC4 约 ≤400 ℃,更高温需 TC11 / TA19 等或改用高温合金);
  • 第三步:强度要求?→ 决定 α 型 / α+β 型 / β 型;
  • 第四步:有无特殊要求?→ 医疗(ELI)、低温、焊接(低氧)、探伤等级等。

第一步:按介质选材(耐蚀导向)

介质 / 环境 推荐牌号 说明
海水、氯化物溶液 TA2、TA10 TA10 抗缝隙腐蚀更优
氧化性酸(硝酸、铬酸) TA1、TA2 钛表面钝化膜稳定
还原性酸(低浓度低温盐酸、硫酸) TA9(Ti-0.2Pd)、TA10 加 Pd 或 Mo-Ni 提高耐蚀性
含氯离子高温水 TA10 抗点蚀与缝隙腐蚀
有机酸、碱液 TA1、TA2 一般耐蚀性良好
干氯气、无水甲醇 慎用 / 不可用 可能发生应力腐蚀甚至燃烧
氢氟酸、含 F⁻ 介质 禁用 钛被剧烈腐蚀
高温氢气 慎用 存在氢脆风险,控制 H ≤0.015%

第二步:按温度选材

使用温度 推荐牌号
−253 ~ −196 ℃ TA7、TC4 ELI(Gr23)、TA1
−60 ~ 300 ℃ TA1、TA2、TA3、TA10
300 ~ 400 ℃ TC4(Gr5)
400 ~ 500 ℃ TC6、TC9、TC11
500 ~ 550 ℃ TC11、TA19、TA15
>550 ℃ 钛合金已不适用,改用高温合金(GH 系列)

第三步:按强度需求选材

强度等级 抗拉强度 Rm 区间 推荐牌号 典型应用
低强高塑 240–400 MPa TA1、TA2 深冲件、换热管、靶材
中强 400–650 MPa TA3、TA10、TA18 承压件、液压管、法兰
高强 650–1,000 MPa TC4、TC6 结构件、紧固件、法兰
超高强 1,000–1,250 MPa TC11、TC18、TB8、TB9 航空承力件、起落架

参考标准值:TA2 退火态 Rm ≥400 MPa、TC4 退火态 Rm ≥895 MPa、Rp0.2 ≥830 MPa(GB/T 3621)。

第四步:特殊要求

  • 医疗植入:选用 TC4 ELI(Gr23)等超低间隙元素牌号,按 ISO 5832 体系要求控制 O、N、Fe;
  • 低温设备:优先 TA7 或 TC4 ELI,兼顾低温韧性;
  • 焊接结构:关注氧含量与焊接性,通常选低氧纯钛;
  • 探伤要求:航空与军工件需指定超声检测级别,级别按合同约定、不得自行降低;
  • 出口订单:注意中美标准差异,成分与检验须按 ASTM / EN 执行。
长丰钛业钛卷带产品实拍——纯钛卷材
钛卷 / 宽幅板常用于换热器与压力容器

按行业速查

行业 / 场景 首选牌号 备选 依据
化工换热器 TA2 TA10、TA1 耐蚀 + 成本
压力容器 TA2、TA3 TA10 强度 + 耐蚀
海水淡化 TA10 TA2 抗缝隙腐蚀
船舶 / 海洋工程 TA2、TA10 TC4 耐海水腐蚀
航空航天结构 TC4 TC18、TC11、TA15 比强度
医疗植入 TC4 ELI(Gr23) TA4、纯钛 生物相容性
低温设备 TA7、TC4 ELI TA1 低温韧性
电解 / 电镀 TA1、TA2 —— 导电 + 耐蚀
溅射靶材 TA1、TA2、TC4 TA3 纯度
3C 外观件 TA2、TC4 TB8 表面处理与强度
储氢 / 氢能 TA1、TA2(低氢) —— 抗氢脆

五个常见选型误区

常见想法 事实
“纯钛便宜,用纯钛就行” 若强度不足须加厚,反而增重增成本;TC4 可减薄
“钛不会腐蚀,什么介质都能用” 氢氟酸、含氟介质、无水甲醇、干氯气中钛会被严重腐蚀
“牌号越高越好” 高强度牌号焊接性与塑性下降,加工成本上升
“只看牌号就行” 同一牌号不同状态(退火 / 固溶时效)性能差异显著,间隙元素 O 含量影响大
“国标就是美标” 成分范围与检验要求存在差异,外贸订单须按 ASTM / EN 执行

常见问题

TA2 和 TC4 有什么区别?该怎么选?

TA2 是工业纯钛(α 型),退火态抗拉强度 ≥400 MPa,耐蚀性最好,适合换热器、氯碱设备等以耐蚀为主的场景,长期使用温度约在 300 ℃ 以内;TC4 是 Ti-6Al-4V(α+β 型)合金,退火态抗拉强度 ≥895 MPa,长期使用温度可达约 400 ℃,适合高强度承力构件。以耐蚀为主选 TA2,以强度为主选 TC4。

钛在什么介质中不能用?

氢氟酸与含氟离子介质属禁用;无水甲醇与干氯气须慎用或避免;高温氢气环境须控制氢含量。

海水环境该选哪个牌号?

推荐 TA2 或 TA10。TA10(Ti-0.3Mo-0.8Ni)抗点蚀与缝隙腐蚀能力更优,海水淡化设备通常首选 TA10。

是不是牌号越高越好?

不是。应先核算实际载荷与介质,再选匹配牌号——强度富余意味着成本浪费,强度不足则须增厚。

关于长丰钛业

宝鸡市长丰钛业有限责任公司成立于 2005 年 8 月,位于陕西省宝鸡市高新开发区宝钛大道温泉工业园,是集钛及钛合金材料熔炼、锻造、轧制与销售于一体的源头生产企业。公司可供 TA1/TA2/TA3、TA9/TA10、TC4 / TC4 ELI / TC11 / TC18 及美标 Gr1–Gr23 等牌号的钛板、钛棒、钛管、钛锭与钛锻件,并可按客户成分协议定制。