TC4鈦合金

　TC4鈦合金是由美國(guó)于1954年研制成功的 α-β 型鈦合金，含有6%的 α 穩(wěn)定元素和4%的 β 穩(wěn)定元素 V。TC4鈦合金名義成分的鋁當(dāng)量為7.0，鉬當(dāng)量為2.9，退火狀態(tài)含10%-15% β 相。Al 在Ti-Al-V 系中通過固溶強(qiáng)化 α 相提高合金的室溫強(qiáng)度和熱強(qiáng)性能，而 V是鈦合金中既能提高強(qiáng)度又能改善塑性的少數(shù)合金元素之一。V 對(duì)鈦合金塑性的有利影響，是因?yàn)樗幌翊蠖鄶?shù)合金元素那樣增大 α 態(tài)晶格 c/a 軸的比值，而是減少該比值，從而提高 α 相的形成，避免在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中出現(xiàn)合金脆化。

　　TC4鈦合金的主要特點(diǎn)是優(yōu)異的綜合性能和良好的工藝性能。TC4鈦合金具有中等室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度，良好的蠕變抗力和熱穩(wěn)定性，較高的抗疲勞性能和海水中的裂紋擴(kuò)展抗力，以及令人滿意的斷裂韌性和抗熱鹽應(yīng)力腐蝕性能，對(duì)氫的敏感性也比TC2、TC1合金小，適合于制造-196~450℃較寬的溫度范圍內(nèi)工作的各種零件，特別是采用損傷容限制原則設(shè)計(jì)的零部件。TC4鈦合金還具有優(yōu)良的工藝塑性和超塑性，適合于用各種壓力加工方法進(jìn)行成形，并采用各種方式進(jìn)行焊接和機(jī)械加工。

　　TC4鈦合金的主要半成品形式為棒材、鍛件、薄板、厚板、型材和絲材等，也用于鑄件（ZTC4）。

　　TC4ELI鈦合金

　　TC4ELI 是 TC4 的改進(jìn)型，其主要區(qū)別是不同的 Al 含量和較低的間隙元素 Fe、N、H、O 的含量。

　　TC4ELI鈦合金以其生物相容性良好、彈性模量低、密度低、防腐性能好、無毒、屈服強(qiáng)度高、疲勞壽命長(zhǎng)、室溫下塑性較大、易成形等優(yōu)點(diǎn)而成為醫(yī)用外科植入物的理想材料。醫(yī)用TC4ELI鈦合金板材主要用于顱骨修復(fù)、接骨等方面，這對(duì)其強(qiáng)度、疲勞壽命、塑性等有更高的要求。

　　鈦合金是以鈦元素為基加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質(zhì)異晶體：鈦是同屬素異構(gòu)體，熔點(diǎn)為1668℃，在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為α-鈦；在882℃以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu)，稱為β-鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，使其相變溫度及組分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金（titanium alloys）。

　　TC4 ELI鈦合金在TC4合金的基礎(chǔ)上，降低了間隙元素C，O，N和雜質(zhì)元素Fe的含量，強(qiáng)度有所降低，但可顯著提高容韌性。TC4 ELI具有較好的塑性、韌性、良好的焊接性能及低溫使用性能，廣泛應(yīng)用于低溫工程、醫(yī)療、艦船及飛行器等重要領(lǐng)域。

　　TC4合金可在普通環(huán)境或者高溫環(huán)境下使用，TC4ELI合金可在超低溫環(huán)境下使用

　　TC4鈦合金與TC4ELI鈦合金相近牌號(hào)有：T-6A-4V/Grade 5（美國(guó)牌號(hào)），BT 6（俄羅斯牌號(hào)）、IMI 318（英國(guó)牌號(hào)）、TiAI6V4（德國(guó)牌號(hào)）。

　　醫(yī)療設(shè)備制造在人體內(nèi)因外傷、腫瘤造成的骨、關(guān)節(jié)損傷，采用鈦及鈦合金制造人工關(guān)節(jié)，接骨板和螺釘，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于臨床。還用于髖關(guān)節(jié)（包括股骨頭）、膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、掌指關(guān)節(jié)、指間關(guān)節(jié)、下頜骨、人造椎體（脊柱矯形器）、心臟起博器外殼、人工心臟（心形瓣膜）、人工種植牙、鈦鎳牙齒正畸器以及鈦網(wǎng)在頭蓋骨整形方面等。

　　鈦及鈦合金由于比強(qiáng)度高、生物相容性和耐體液腐蝕性好等特點(diǎn)，正日益受到重視。

　　Ti 6Al-4V ELI 是 Ti 6Al-4V 組織間隙較小的一款牌號(hào)，由此可以達(dá)到最大韌性，適用于海水和低溫環(huán)境。這款牌號(hào)的合金通常在退火狀態(tài)進(jìn)行使用。Ti 6Al-4V 在醫(yī)療植入領(lǐng)域是一個(gè)較好的選擇材料。

　　生產(chǎn)工藝為：在900-120華氏度1-4小時(shí)中弛力退火、空冷。雙重退火，圓棒和鍛件的工藝為：在50-100的華氏度beta轉(zhuǎn)變溫度下固溶退火，至少保持1小時(shí)后空冷，之后在1300-1400華氏度重新加熱，保持至少1小時(shí)后，空冷。弛力退火適合在焊接后進(jìn)行