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钛合金TA15

◆钛合金TA15概述

TA15钛合金的名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V。其主要的强化机制是通过α稳定元素AI的固溶强化。加入中性元素Zr和β稳定元素Mo和V，可以改善工艺性。该合金的AI当量为6.58%，Mo当量为2.46%，属于高AI当量的近α型钛合金，所以它既具有α型钛合金良好的热强性和可焊性，又具有接近于α-β型钛合金的工艺塑性。TA15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，工艺塑性稍低于TC4。

TA15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合金的半成品有薄板、厚板、轧棒、锻棒、模锻件、锻件、挤压型材、焊接环形件、整体环轧件和铸件等。

◆钛合金TA15化学成分

◆钛合金TA15技术标准

XJ/BS5158—2001《航空用TA15钛合金板材技术条件》

XJ/BS5157—2001《航空用TA15钛合金棒材技术条件》

11-CL-059B—2001《航空用TA15钛合金锻件技术条件》

OCT190266—1986《钛合金大规格轧制棒材技术条件》

OCT19000—1970《钛合金模锻件和锻件》

◆钛及钛合金的化学成分

◆钛合金TA15板材的温室力学性能

◆钛合金TA15热处理制度

1）退火

700-800℃，15-60min，空冷；棒材、锻件、模锻件、厚壁型材及其零件：700-850°C，1-4h，空冷。

2）去应力退火

600-650℃，0.5-8h，空冷。

◆钛合金TA15熔炼与铸造工艺

合金应经过三次真空自耗电极电弧炉熔炼。铸件在真空自耗电极电弧凝壳炉中浇注而成。

◆钛合金TA15应用概况与特殊要求

TA15合金已大量用于制造飞机和发动机承力结构件，尤其是焊接的承力构件。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。

◆钛合金TA15焊接性能

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。

◆钛合金TA15零件热处理工艺

为了消除由于零件机械加工、板材成形、焊接等形成的内应力采用去应力退火。退火温度为600-650℃，保温时间为0.5-8h，这取决于零件或制件的复杂性和内应力来源。

◆钛合金TA15使用建议

推荐选用TA15钛合金制造飞机和发动机上各种承力构件。