长丰钛业·产品中心

长丰钛业:高性能钛板、钛棒、钛管及钛锭生产与定制服务

ASTM B348 (Gr.5) ASTM F136 (Gr.23 / TC4 ELI) GB/T 2965

TC4钛棒

TC4(Ti-6Al-4V)是全球用量最大的 α+β 型钛合金,通过铝、钒固溶强化获得远高于工业纯钛的强度——退火态抗拉强度 ≥895 MPa,同时保持 4.43 g/cm³ 的低密度与良好耐蚀性,长期使用温度上限约 400 ℃。长丰 TC4 钛棒由自有 VAR 铸锭经 6000T 油压机自由锻造、多火次轧制与车磨光制成,可提供医用级 TC4 ELI(Gr.23)按 ASTM F136 / GB/T 13810 供货。

Ti-6Al-4V(α+β 型,TC4 / Gr.5)
φ6 mm - φ350 mm(常用)
车光面 Ra ≤0.8 μm / 磨光面 / 黑皮面
TC4 ELI(Gr.23)按 ASTM F136 / GB/T 13810
合金体系
Ti-6Al-4V
α+β 型两相钛合金(TC4 / Gr.5)
抗拉强度 (Rm)
≥ 895
MPa(退火态下限,GB/T 2965)
直径范围
φ6 – 350
mm(6000T 油压机自由锻)
使用温度上限
约 400
℃(比工业纯钛高约 100 ℃)

基本规格与交货规范

形状与规格
圆棒 φ6 – 350mm;方棒、六方棒、异形棒按订单;长度 300 – 6000mm
执行标准
GB/T 2965、GB/T 25137、ASTM B348 / SB348;军工按 GJB 2218A
医用级标准
TC4 ELI 按 ASTM F136、GB/T 13810、ISO 5832
交货状态
退火(M)/ 热加工(R);可按需做固溶时效(高强态)
锻造与组织
控制终锻温度避开 β 脆性,总变形比 ≥4:1;按需做低倍与金相
无损检测
超声检测按 GB/T 5193(航空 / 医用按客户指定级别);不得用磁粉(钛无磁)

适用工况与核心应用

TC4 的比强度约为优质结构钢的 1.8 倍,是”以钛代钢”实现减重的首选牌号;其弹性模量仅 110–114 GPa(约为钢的 55%),受力时回弹量大,结构设计须按钛的变形量核算。需要提醒的是,TC4 导热率约 6.7–7.4 W/(m·K),仅为钢的三分之一,切削与焊接时热量集中在刀尖与热影响区,须采用低速大进给、足量冷却与氩气保护焊接。

航空结构件与紧固件坯料
石油精炼阀杆、泵轴
医疗植入坯料(TC4 ELI / Gr.23)
3C 中框与消费电子结构件
体育休闲(高尔夫杆头/自行车)
军工与高端装备承力件

TC4 / Gr.5 钛棒的主要化学成分是什么? (Wt%)

标准 / 牌号 铝 (Al) 钒 (V) 铁 (Fe) 氧 (O) 氮 (N) 碳 (C) 氢 (H) 钛 (Ti)
GB/T 2965 (TC4) 5.5 – 6.75 3.5 – 4.5 ≤ 0.30 ≤ 0.20 ≤ 0.05 ≤ 0.10 ≤ 0.0125 余量 (Bal)
ASTM B348 (Gr.5) 5.5 – 6.75 3.5 – 4.5 ≤ 0.30 ≤ 0.20 ≤ 0.05 ≤ 0.08 ≤ 0.0125 余量 (Bal)
ASTM F136 (Gr.23 / TC4 ELI) 5.5 – 6.50 3.5 – 4.5 ≤ 0.25 ≤ 0.13 ≤ 0.03 ≤ 0.08 ≤ 0.0125 余量 (Bal)

成分依据 GB/T 3620.1 / GB/T 3620.2、ASTM B348 与 ASTM F136。棒材氢含量要求严于板材(≤0.0125%),原因是氢在棒材中易析出氢化物致脆。TC4 ELI(Gr.23)通过收紧氧、铁、氮上限获得更高韧性与断裂韧性,用于医疗植入与低温(深潜)工况。涉及成分判定的合同争议,以标准原文与客户技术协议为准。

TC4 钛棒的常温力学性能 (退火态 M)

牌号 / 状态 抗拉强度 Rm (MPa) 屈服强度 Rp0.2 (MPa) 断后伸长率 A (%) 断面收缩率 Z (%) 硬度(参考)
TC4(Gr.5)退火 ≥ 895 ≥ 830 ≥ 10 ≥ 25 HRC 约 30 – 36
TC4 ELI(Gr.23)退火 ≥ 860 ≥ 795 ≥ 10 ≥ 25 HRC 约 30 – 36
TC4 固溶时效(参考) 约 1,100 – 1,200 — — — HRC 约 38 – 42

判定标准 GB/T 2965 与 ASTM F136;试验方法 GB/T 228.1-2021(室温拉伸)、GB/T 230.1-2018(洛氏硬度)。固溶时效态强度更高但塑性与韧性下降,是否采用须按零件服役条件确认,长丰按客户协议执行热处理制度。实绩参考:长丰 TC4 铸锭第三方复验 Al 5.80–6.04%、V 3.89–4.05%、Fe 0.11–0.13%、O 0.114–0.144%、H <0.0006%,氧氢控制良好,适合后续锻造与轧制。

关于 TC4钛棒 的常见疑问 (FAQ)

TC4 钛棒和 TC4 ELI(Gr.23)有什么区别?

两者基体相同(均为 Ti-6Al-4V),区别在间隙元素上限:TC4 ELI(Extra Low Interstitial,"超低间隙")将氧控制在 ≤0.13%、铁 ≤0.25%、氮 ≤0.03%,比普通 TC4 更严。间隙元素越低,强度略有下降(≥860 MPa 对 ≥895 MPa),但塑性与断裂韧性显著提升,因此 ELI 用于医疗植入体(ASTM F136 / GB/T 13810)与低温深潜设备。普通 TC4 用于航空结构件、紧固件与工业承力件。

TC4 钛棒为什么难加工?切削和焊接要注意什么?

三个原因:一是导热差,TC4 热导率约 6.7–7.4 W/(m·K),只有钢的三分之一,切削热集中在刀尖,刀具易磨损;二是弹性模量低(110–114 GPa),工件与刀具易产生回弹与振动,影响精度;三是化学活性高,600 ℃ 以上迅速吸氧吸氮形成硬脆层。对策是低速大进给、足量高压冷却、使用锋利且不含钛亲和元素的刀具;焊接必须用氩气保护(含背面与拖罩),焊后按牌号退火,避免在氧化气氛中高温停留。

TC4 钛棒最大直径和锻造工艺是什么?

长丰常用供货直径为 φ6–350 mm,粗规格由自有 VAR 铸锭经 YR99-6000T 沈阳重锻液压机与 2500T 油压机自由锻造而成,锻造总变形比一般保证 ≥4:1,以消除铸态组织与缩尾、疏松等内部缺陷;细规格经多火次轧制与多次退火获得。锻造过程严格控制始锻、终锻温度,避免在 β 相区长时间停留造成 β 脆性与晶粒粗大,并按需做低倍与金相检验。

TC4 钛棒能做超声波探伤吗?执行什么标准?

可以。钛棒超声检测按 GB/T 5193 执行(美标订单参照 ASTM E2375 / B311),一般工业常用 A 级,航空与军工件按客户指定的更高级别验收,检测级别由合同约定、长丰不自行降低。需要说明的是,钛及钛合金为无磁性材料,磁粉检测(MT)原理上不适用,表面缺陷须改用渗透检测(PT)。高密度夹杂(钨、钼)UT 检出效果好,而低密度夹杂信号弱、较难检出,因此还需结合原料严控与金相抽检共同控制。

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