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钛合金的分类如何？有什么样的成分特点？

按退火组织钛合金可以分为α、β和α+β三大类，分别以TA、TB和TC表示。

α钛合金的主要是合金元素是α稳定元素Al及中性元素Sn和Zr，它人在合金中有固溶强化作用。这类合金多呈单相α固溶体，不能热处理强化，近年来国外发展了添加<2%β稳定元素的“类α钛合金”或含量Cu的“时效硬化型” α钛合金。

α钛合金中含Al量超过6%时，可能产生有序相Ti3Al（α2相），有助于提高合金的强度和晨变抗力，但使塑性和断裂韧性急剧下降，并使热加工变形更加困难。

α钛合金通过不同的退火工艺可以得到不同的显微组织。在α相区加热退火，可以得到细的等轴α晶粒，具有较好的综合性能。在β相区加热时，晶粒急剧长大，空冷后形成片状的α组织，称为魏氏组织。如在β相区加热后淬火，则形成片状马氏体（α），但没有强化效果。

α钛合金的化学成分列于表。

（2）α+β钛合金（TC）

α+β钛合金额目前最重要的一类钛合金，一般含有4%～6%的β稳定元素，从则使α和β两个相都有较多数量。而且抑制β相信冷却时的转变，只在随后的时效时析出，产生强化。它可以在退火态或淬火时效态使用，可以在α+β相区或在β相区地行热加工，所以其组织和性能有较大的调整余地。

α+β钛合金既加入α稳定元素，又加入β稳定元素，使α和β相同时得到强化。为了改善合金的成形性和热处理强化的能力，必须获得足够数量的β相，因此，α+β合金的性能主要由β相稳定元素来决定。

在α+β钛合金中α相稳定元素主要是Al，其次是Sn和Zr。β稳定元素主要是V和Mo、Cr、Mn、Si等。

α+β钛合金形成性的改善和强度的提高，是靠牺牲焊接性能和抗蠕变性能来达到的。因此，这种合金的工作温度不超过400℃，某些特殊的耐热α+β合金除外。为了尽量保持合金有较好的耐热性，绝大多数α+β钛合金都是以α相稳定元素为主，保证有稳定的α相基体组织。加入的β相稳定元素不能过多，能保证形成8%~10%的β相就已足够。

α+β钛合金的力学性能变化范围较宽，可以适应各种用途，约占航空工业使用的钛合金70%以上。

α+β钛合金的显微组织比较复杂。在β相区锻造或加热后缓冷，获得魏氏组织；在两相区锻造或退火可以获得等轴晶粒的两相组织。

（3）β钛合金（TB）

β钛合金是发展高强度钛合金潜力最大的合金。空冷或水冷室温能得到全由β相组成的组织，通过时效处理可以大幅度提高强度。β钛合金另一特点是在淬火状态下能够冷成形，然后进行时效处理。由于β相的浓度高，Ms点低于室温，淬透性高，大型工件也能完成淬透。缺点是β稳定元素浓度高，密度提高，易于偏析，性能波动大。另外，β相稳定元素多是稀有金属，价格昂贵，组织性能也不稳定，工作渐度不能高于200℃，故这种合金的应用还受到许多限制。目前应用的加工β钛合金仅有TB2。

β钛合金的合金化主要特点是加入了大量β稳定元素。如果单独加入Mo或V，加入量必须很高，钼含量必须大于12%，钡含量必须大于20%，才能得到稳定的β相组织。另外，这此元素都是难熔金属元素，尤其是Mo，熔炼时极易偏析，常出现钼的夹杂物影响性能，同时，V也比较贵，因此，大多数β钛合金全部是同时加入与β相具有相同晶体结构的稳定元素和非活性共析型β相稳定元素。TB2合金就是同时加入了β相稳定元素Mo和V以及共析型β相稳定元素Cr。

β钛合金加入Al，一方面的为了提高耐热性，但更主要的是保证热处理后得到高的强度。因为Al是α相稳定元素，主要溶解在α相中，而β钛合金的时效硬化正是靠β相析出α相弥散质点。因此，提高α相的浓度，也就是提高合金的强化效应。

β钛合金的β相可以残留到室温，但却是不稳定的β相，随后时效析出α第二相强化。因此，这类合金主要是时效硬化，在制备过程中可以有良好的工艺性和成形性能，以后经热处理又可以得到很高的强度，其强度可优于α+β钛合金，同是其韧性也优于α+β钛合金。但如果控制不当，β钛合金可产生严重脆性。

心管β钛合金可以得到很高的强度（拉伸强度可达2000Mpa），但受到断裂韧性的限制，所以，要提高其强度，先要解决韧性问题。这就要求析出的α颗粒均匀细小。但是α相倾向于优先在β相晶界析出，细化β相晶粒可以推迟晶界α相优先析出。低温时效可以促进均匀析出并推迟α相长大，二次时效处理也可以得到更加均匀分布的α相析出。最有效的方法是控制位错结构，以促进α粒子在位错处均匀析出。

有三种不同的方法中得到合适的位错结构，促进α相均匀细小析出：一是固溶处理前冷加工，二是冷加工回复处理，三是温加工。一般来说，温加工较易得到使我位错结构。

除了有较高的强度外，还具有良好的焊接性能和压力加工性能。但性能不够了稳定，熔炼工艺复杂，所以应用不如α钛合金和α+β钛合金。它适合于制作在350℃以下工作的零件，主要用于制造各种整体热片（固溶、时效）的板材冲压件和焊接件，如空气压缩机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件，以及飞机的构件等。

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