1.3.3 钛及其合金的力学性能

1.纯钛的力学性能

表1-8和表1-9分别给出了纯钛的室温和低温力学性能。

表1-8 纯钛的室温力学性能

表1-9 纯钛的低温力学性能

2.钛合金的力学性能

（1）铸造钛合金的力学性能 表1-10和表1-11分别为铸造钛合金力学性能和航空用铸造钛合金的力学性能。

表1-10 铸造钛合金力学性能（GB/T 6614—2014）

注：括号内的性能指标为氧含量控制较高时测得。

表1-11 航空用铸造钛合金的力学性能

（续）

（2）变形钛合金的力学性能

1）变形钛合金的拉伸性能。α-β钛合金兼有α钛合金和β钛合金的优点，即具有良好的热加工性，还可以经过热处理提高强度。随着α相的增加，加工性能变差；而随着β相的增加，焊接性变差。其退火状态韧性高，热处理状态比强度大，硬化倾向大，其力学性能可以在较大范围内变化。表1-12是我国钛及其合金板材的力学性能。表1-13是钛合金TC4（Ti-6Al-4V）与不锈钢、铝合金强度的比较。

表1-12 我国钛及其合金的力学性能

（续）

①厚度不大于0.64mm的板材，伸长率报实测值。

②正确供货按A类，B类适应于复合板复材；当需方要求并在合同中注明时，按B类供货。

表1-13 钛合金TC4（Ti-6Al-4V）与不锈钢、铝合金强度的比较

钛合金的高温比强度和低温比强度都高，分别如图1-4和图1-5所示。

图1-4 几种高温工业用钛合金的高温比强度

图1-5 几种高温工业用钛合金的低温比强度

2）钛合金的疲劳性能。图1-6～图1-8分别给出了纯钛的高周（HCF）疲劳性能、近α型和α-β型钛合金的疲劳性能、β型钛合金和α型钛合金时效硬化的疲劳性能。图中，R为交变应力的循环特征。

图1-6 纯钛的高周（HCF）疲劳性能（R=－1）

a）晶粒尺寸的影响（R=－1） b）氧含量的影响（R=－1） c）冷加工的影响（R=0.1）

图1-7 近α型和α-β型钛合金（Ti-6Al-4V）的疲劳性能（R=－1）

a）片层宽度的影响（层片状组织） b）α相晶粒尺寸的影响（等轴状组织） c）片层宽度的影响（双态组织）

图1-8 β型钛合金和α型钛合金时效硬化的疲劳性能（R=－1）