AMS 4981B R56260 级 – 航空航天和海洋应用的优质热处理钛合金
AMS 4981B UNS R56260 (Ti-6Al-4V) 钛合金概述
UNS R56260 (即 Ti-6Al-4V) 是 α-β 型钛合金，被公认为钛工业的“主力合金”，占所有钛合金熔炼量的 70% 以上。该合金在 1 英寸 (25.4 mm) 以下截面可完全热处理，使用温度可达约 400°C (750°F)。兼具良好的耐蚀性、高强度、可焊性和加工成形性，广泛用于航空航天发动机及机身部件，也大量应用于海洋、海工、电力等非航天领域。棒材供应为主，典型用于深层酸性油井环境，可热成形也可冷成形。
主要特性
一般性能
| 性能 | 数值 | 产品形式 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 4.65 g/cm³ | 棒材, 锭坯 | – |
| 密度 | 4.65 g/cm³ | – | AMS 4981B, MIL-T 9047G |
尺寸规格
| 项目 | 温度 | 数值 | 产品形式 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 直径 | – | 7 mm | 棒材 | – |
| 直径 | – | 115 mm | 棒材 | – |
| 直径 | – | 130 mm | 锭坯 | – |
| 直径 | – | 350 mm | 锭坯 | – |
| 尺寸范围 | – | 15-65 mm 直径, 长度至 6000 mm | 棒材 | – |
| 长度 | – | 3000 mm | 锭坯 | – |
| 长度 | – | 4500 mm | 锭坯 | – |
| 长度 | – | 6000 mm | 棒材 | 最大 |
力学性能
| 性能 | 数值 | 产品形式 | 相关标准 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 114.0 GPa | 棒材, 锭坯 | – |
| 弹性模量 | 114 GPa | – | AMS 4981B, MIL-T 9047G |
| 断后伸长率 | 13.0 % | 棒材, 锭坯 | – |
| 布氏硬度 | 360 HB | 棒材, 锭坯 | – |
| 洛氏硬度 C | 39.0 HRC | 棒材, 锭坯 | – |
| 维氏硬度 | 376 HV | 棒材, 锭坯 | – |
| 泊松比 | 0.33 | 棒材, 锭坯 | – |
| 剪切模量 | 42.9 GPa | 棒材, 锭坯 | – |
| 抗拉强度 | 1172.0 MPa | – | AMS 4981B, MIL-T 9047G |
| 抗拉强度 | 1210.0 MPa | 棒材, 锭坯 | – |
| 屈服强度 | 1103.0 MPa | – | AMS 4981B, MIL-T 9047G |
| 屈服强度 | 1120.0 MPa | 棒材, 锭坯 | – |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 相关标准 | 产品形式 |
|---|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 20 °C | 9.4×10⁻⁶ 1/K | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 热膨胀系数 | 20 °C | 10.3×10⁻⁶ 1/K | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 热膨胀系数 | 20 °C | 10.4×10⁻⁶ 1/K | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 热膨胀系数 | 100 °C | 9.4×10⁻⁶ 1/K | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 热膨胀系数 | 315 °C | 10.3×10⁻⁶ 1/K | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 热膨胀系数 | 538 °C | 10.4×10⁻⁶ 1/K | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 熔点 | – | 1593.0 °C | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 熔点范围 | – | 1595.0–1675.0 °C | – | 棒材, 锭坯 |
| 比热容 | – | 500 J/(kg·K) | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 热导率 | – | 7.7 W/(m·K) | AMS 4981B, MIL-T 9047G | 棒材, 锭坯 |
电学性能
| 性能 | 数值 | 相关标准 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 2.0×10⁻⁶ Ω·m | AMS 4981B, MIL-T 9047G |
化学成分 (wt%)
| 元素 | 含量范围 | 相关标准 | 产品形式 |
|---|---|---|---|
| 铝 (Al) | 5.5–6.5 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 铝 (Al) | 6.0 % | – | 棒材, 锭坯 |
| 碳 (C) | 0.04 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 氢 (H) | 0.0125 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 铁 (Fe) | 0.15 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 钼 (Mo) | 5.5–6.5 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 钼 (Mo) | 6.0 % | – | 棒材, 锭坯 |
| 氮 (N) | 0.04 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 氧 (O) | 0.5 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 锡 (Sn) | 1.75–2.25 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 锡 (Sn) | 2.0 % | – | 棒材, 锭坯 |
| 锆 (Zr) | 3.5–4.5 % | AMS 4981B, MIL-T 9047G | – |
| 锆 (Zr) | 4.0 % | – | 棒材, 锭坯 |
加工与应用指南
- 热处理制度： 固溶处理 900-955°C / 1-2h / 空冷或水冷 + 时效 480-595°C / 2-8h / 空冷，可针对不同截面优化强韧性平衡。
- 成形加工： 热成形温度 800-950°C；冷成形需中间退火 (650-760°C)，大变形量建议多道次退火成形。
- 焊接工艺： TIG/MIG 惰性气体保护焊，焊丝建议 ERTi-5 (AWS A5.16)；焊前清理关键，焊后应力消除退火可选。
- 机加工： 低切削速度 (30-60 m/min)、大进给、锋利硬质合金刀具、充分冷却液；避免加工硬化层。
- 表面处理： 陽极氧化、化学转化膜、喷丸强化、PVD/CVD 涂层均可提升耐磨/耐蚀性能。
- 典型应用领域：
- 航空航天：发动机压气机叶片/盘、机身结构件、起落架部件、紧固件
- 海洋工程：深海管道连接器、海水淡化设备、海上平台关键结构件
- 能源电力：燃气轮机叶片、核工业容器、深井酸性油气井管柱/工具
- 医疗器械：植入体、手术器械、假体组件
- 化工设备：反应釜、换热器、腐蚀环境管阀件
金属
- AMS 4907 (R56407) 高性能钛合金：优于 Grade 5 的延展性与断裂韧性
- AW-8014 O 态食品级高性能铝合金（EN 573-3 标准）
- AW-8111 O 态食品级高强度 AlFeSi 铝合金（EN 573-3 标准）
- EN 573-3 AW-2091 铝合金 – 结构用时效硬化型 AlCuLi 合金
- AW-4006 F - 食品级天然硬化 AlSi 合金 (EN 573-3)
- AW-5010 F 铝合金 – EN 573-3 标准牌号，规格与性能详解
- DIN 1725-1 3.2315 H14 等级 — 适用于先进工程的高强度 AlMgSi1 合金
- AW-6065 T6 铝合金 – EN 573-3 认证规格与性能详解
- EN 573-3 标准 AW-6064A T6 铝合金 – 技术概览
- EN 573-3 标准 AW-3102 F 铝合金——性能与标准详解
- WL 3.1924-1 3.1924 T6 等级：耐高温航空锻造铝合金 AlCuMgFeNi
- DIN 1725-1 3.2315 T3 等级：高强度 AlMgSi1 合金，精密结构首选