詳細(xì)描述

TB3是中國(guó)自主研發(fā)的亞穩(wěn)定β型鈦合金，名義成分為 Ti-3.5Al-10Mo-8V-1Fe，具有超高強(qiáng)度、優(yōu)異的冷成型性和深淬透性，專為航空航天高強(qiáng)輕量化需求設(shè)計(jì)。

1、牌號(hào)背景與標(biāo)準(zhǔn)

牌號(hào)歸屬：
TB3是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）中的一種亞穩(wěn)定β型鈦合金，屬于早期開發(fā)的β型鈦合金，以良好的冷成形性和中等強(qiáng)度為特點(diǎn)。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 3620.1-2016（鈦及鈦合金牌號(hào)和化學(xué)成分）

GB/T 3621-2016（鈦及鈦合金板材）

航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HB）：可能對(duì)板材的工藝和性能有特殊要求。

2、化學(xué)成分（典型值，wt%）

設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

含Mo、V、Cr等β穩(wěn)定元素，冷成形性優(yōu)異。

低Al含量降低合金密度，但犧牲部分強(qiáng)度。

3、核心性能

力學(xué)性能（退火態(tài)板材）：

抗拉強(qiáng)度：≥850 MPa

屈服強(qiáng)度：≥750 MPa

延伸率：≥15%

彈性模量：90~100 GPa（略低于TC4的110 GPa）。

工藝性能：

冷成形性：極佳，可冷沖壓、折彎復(fù)雜形狀（冷變形量可達(dá)50%）。

焊接性：需惰性氣體保護(hù)（TIG或激光焊），焊后需退火消除應(yīng)力。

耐腐蝕性：

耐海水和弱酸環(huán)境，但長(zhǎng)期暴露于高溫氧化性環(huán)境易表面氧化。

適用于船舶、化工中非極端腐蝕場(chǎng)景。

4、應(yīng)用領(lǐng)域

航空航天：

非承力鈑金件：艙內(nèi)飾板、導(dǎo)管支架（減重需求）。

彈簧與彈片：儀表彈簧、減震元件。

船舶與海洋工程：

海水冷卻系統(tǒng)管道、閥門殼體（替代不銹鋼）。

民用工業(yè)：

化工反應(yīng)器內(nèi)襯、食品加工設(shè)備（耐蝕輕量化）。

運(yùn)動(dòng)器材（如自行車車架、登山扣）。

5、板材加工與熱處理

熱軋工藝：

初始坯料加熱至β相區(qū)（900~950℃），多道次軋制至目標(biāo)厚度。

冷軋工藝：

冷軋變形量可達(dá)60%，需中間退火（700~750℃保溫1h）避免開裂。

熱處理制度：

退火：750~800℃保溫1h，空冷（優(yōu)化塑性，消除殘余應(yīng)力）。

固溶+時(shí)效（可選）：

固溶：850℃保溫1h，水淬（獲得單一β相）。

時(shí)效：500℃保溫4h（析出α相提升強(qiáng)度至950 MPa以上）。

表面處理：

化學(xué)拋光：用于提高表面光潔度。

陽(yáng)極氧化：生成彩色氧化膜（裝飾或功能性防護(hù)）。

6、與其他β型鈦合金的對(duì)比

7、選型建議

低成本冷成形需求：優(yōu)先選擇TB3，適合非承力或輕載場(chǎng)景。

高強(qiáng)度+耐蝕性：TB8或TB5更優(yōu)，但成本更高。

極端耐蝕環(huán)境：TA2（純鈦）或Ti-0.3Mo-0.8Ni（耐鹽酸合金）。

8、局限性

強(qiáng)度中等：退火態(tài)強(qiáng)度低于主流β合金（如TB5、TB8），需時(shí)效處理提升性能。

高溫性能差：長(zhǎng)期使用溫度不超過(guò)250℃，β相易粗化。

應(yīng)用局限：逐漸被TB5、TB8等新一代β合金替代，市場(chǎng)占有率較低。

TB3鈦板材憑借其優(yōu)異的冷成形性和較低成本，適用于船舶、民用工業(yè)中的輕量化非承力部件。盡管其強(qiáng)度不及新一代β合金（如TB8），但在要求復(fù)雜成型和中低負(fù)載的場(chǎng)景中仍具競(jìng)爭(zhēng)力。選型時(shí)需結(jié)合強(qiáng)度、成本及耐蝕性需求，必要時(shí)通過(guò)時(shí)效處理或表面改性擴(kuò)展應(yīng)用范圍。對(duì)于高性能領(lǐng)域，建議升級(jí)至TB5或TB8。