TC4 AMS4911钛板


AMS4911 是美国机动车工程师学会(SAE)制定的一项航空航天材料标准,具体指的是钛合金棒材和坯料规范。以下是对其的详细介绍:

材料成分

  • 主要合金元素:通常含有铝(Al)、钒(V)等合金元素。其中铝的含量大约在 5.5% 至 6.75% 之间,钒的含量大约在 3.5% 至 4.5% 之间。这些合金元素的加入显著提高了钛合金的强度、硬度和耐热性等性能。
  • 杂质元素控制:对一些杂质元素如铁(Fe)、碳(C)、氮(N)、氢(H)、氧(O)等的含量有着严格的限制。例如,铁含量一般不超过 0.3%,碳含量不超过 0.08%,氮含量不超过 0.05%,氢含量不超过 0.015%,氧含量不超过 0.2%。严格控制杂质元素含量有助于保证材料的纯净度和性能稳定性。

力学性能

  • 高强度:其抗拉强度通常在 895MPa 至 965MPa 之间,屈服强度不低于 825MPa,具有较高的强度,能够承受较大的载荷。
  • 良好的韧性:伸长率一般不低于 10%,断面收缩率不低于 25%,具备良好的韧性,在受到冲击或外力作用时,能够吸收能量而不发生脆性断裂。
  • 抗疲劳性能:在规定的循环载荷作用下,具有较好的抗疲劳性能,能够经受多次循环加载而不发生疲劳破坏。

物理性能

  • 低密度:密度约为 4.43g/cm³,相比一些传统的金属材料如钢(密度约 7.86g/cm³)、镍基合金等,具有明显的低密度优势,有助于减轻航空航天部件的重量。
  • 良好的耐腐蚀性:在大气环境、海水以及一些酸性和碱性介质中具有良好的耐腐蚀性,能够抵抗氧化和腐蚀,提高部件的使用寿命。
  • 高熔点:熔点较高,大约在 1660℃左右,这使得它在高温环境下仍能保持较好的力学性能和稳定性。

加工工艺

  • 熔炼:采用真空自耗电弧重熔(VAR)或电子束冷 hearth 熔炼(EBCHM)等先进的熔炼技术,以确保材料的化学成分均匀性和纯净度。
  • 锻造:通过热锻工艺对坯料进行加工,锻造比一般在 2 至 3 之间,可改善材料的组织和性能,使其具有更细小的晶粒结构,提高强度和韧性。
  • 机械加工:该材料易于进行机械加工,可采用车削、铣削、钻孔等加工方法,加工表面质量良好,能够满足航空航天部件的高精度加工要求。

应用领域

  • 航空发动机:如压气机叶片、盘、轴等部件,这些部件在发动机工作时承受高温、高压和高速旋转的复杂工况,AMS4911 钛合金的优异性能能够保证发动机的可靠性和性能。
  • 飞机结构件:用于制造机翼、机身大梁、起落架等关键结构件,减轻飞机重量的同时,提高结构的强度和耐腐蚀性,有助于提高飞机的飞行性能和经济性。
  • 航天飞行器:在卫星、火箭等航天飞行器的结构和部件中也有广泛应用,如卫星的承力结构件、火箭的发动机部件等,能够满足航天环境对材料的高性能要求。