TC4 Ti-6Al-4V - GB /T 3620.1-2007

牌号	TC4
其他名称
对应标准	GB /T 3620.1-2007 钛及钛合金牌号和化学成分
归类	钛及钛合金
性能	强度
标签	钛合金工作温度400°C 紧固件材料
说明	TC4(Ti-6Al-4V Grade 5)是一种中等强度的(α+β)型双相钛合金，含有6%的α稳定元素Al和4%的β稳定元素V。该合金具有优异的综合性能。具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。TC4合金长时间工作温度可达400°C，在航空工业中用于制造发动机的风扇和压气机盘及叶片，以及飞机结构中的梁、接头等重要承力构件和制造各种航空航天用紧固件。比强度高，该合金可取代30CrMnSiA等结构钢，实现减轻零件重量约30%。Ti-6Al-4V/Gr5是美国牌号，TC4是在此基础上我国研制的牌号。 ⒈化学性能：该合金在430°C以下长时间加热，形成很薄且具有保护性的氧化膜。随着加热温度的升高，氧化膜加厚，但保护性变差。 ⒉力学性能：参见GJB2218A-2008、GJB2219-1994、GJB1538A-2008、GJB2505A-2008标准中对力学性能的规定。该合金可以通过热处理进行强化。 ⒊加工性能：该合金是典型的难加工材料，其导热性差、化学活性高、弹性模量小，加工硬化严重，使得切削速度低、刀具寿命短、加工效率低。该合金磨削时易产生烧伤、波纹和变形，其加工难度和成本高。该合金通常采用热镦或温镦成型，因其导热性差，加热时间比其他材料应适当延长，但不能造成过热过烧。 ⒋应用：该合金在国内紧固件行业使用非常广泛，是使用最多的钛合金牌号，产品包括各类螺栓、高锁螺栓及少量螺母。抗拉强度在800~1300MPa内，剪切强度≥670MPa，在400°C以下长期工作，需要较高比强度的场合，建议选用该合金。可生产产品包括各规格螺栓、螺钉、高锁螺栓、铆钉钉体、垫圈等。机械性能：板材GB/T 3621-2007；棒材GB/T 2965-2007；冷轧钛带卷GB/T 26723-2011；钛及钛合金丝GB/T 3623-2007；钛及钛合金管GB/T 3624 -2010
密度	4.44 g/cm³

TC4 化学元素成分含量(%)

成分	Fe	C	N	V	Al	H	Y	O	其他单个	其他合计	更多
最小值	-	-	-	3.5	5.5	-	-	-	-	-	Ti:余量
最大值	0.3	0.08	0.05	4.5	6.75	0.015	0.005	0.2	0.1	0.4	Ti:余量

其他单个或其他合计化学成分包括表中未指定值的化学成分。只有在假定存在或在常规分析中，且有迹象表明其成分将超过规定值的情况下，才应进行分析。

可加工紧固件产品示例

六角头螺栓	GB 5783-1986(超标)	8.8	Ti/Et.T(S-P)
开槽锥端紧定螺钉	GB 71-1985(超标)	-	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
开槽圆柱头螺钉	GB/T 65-2000(超标)	σb≥800MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
开槽沉头螺钉	GB/T 68-2000(超标)	σb≥800MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
内六角圆柱头螺钉	GB/T 70.1-2000(超标)	-	-
1型六角螺母	GB/T 6170-2000	σb≥800MPa	Et.A(S).Cs
平垫圈	GB 97.1-1985	σb≥800MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
圆柱销	GB/T 119.1-2000(超标)	σb≥1100MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
抗剪型光杆公差带f9平头钛合金高锁螺栓	GJB 3378/4-1998	σb≥1100MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
钛合金光杆公差带f9短螺纹100°沉头螺栓	HB 8270-2002	σb=1100~1280MPa	-
TC4钛合金六角头螺钉	HB 6566-1992	σb=1175±100MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
钛合金光杆公差带f9十字槽100°沉头螺栓	HB 6565-2004	σb=1100~1300MPa	-
光杆公差带f9抗剪型沉头钛合金高锁螺栓	HB 6510-2005	σb=1100~1300MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
钛合金光杆公差带f9六角头螺栓	HB 6563-1992	σb=1175±100MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)
抗剪型光杆公差带r6抗剪型100°沉头高锁螺栓	HB 6509-2005	σb=1100~1300MPa	Ti/Et.T(P).Cl(BU)

物理性能

热导率

温度θ/°C 20 100 200 300 400 500

热导率λ/[W/(m.°C)] 6.8 7.4 8.7 9.8 10.3 11.8

比热容

温度θ/°C 20 100 200 300 400 500

比热容c/[J/(kg.°C)] 611 624 653 674 691 703

线膨胀系数

温度θ/°C 20~100 20~200 20~300 20~400 20~500 20~600

线膨胀系数α/10^-6°C^-1 9.1 9.2 9.3 9.5 9.7 10

电阻率

温度θ/°C 20 100 200 300 400 500 600 700 800

ρ/(μΩ.m) 1.7 1.74 1.82 1.86 1.89 1.91 1.92 1.92 1.91

熔化温度范围1630~1650°C。无磁性。

材料牌号对应供应商

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TC4 对应不同标准

1	GB /T 3620.1-2007 钛及钛合金牌号和化学成分
	TC4 Ti-6Al-4V
2	GB /T 3621-2007 钛及钛合金板材
	TC4 Ti-6Al-4V
3	GB /T 3620.1-2016 钛及钛合金牌号和化学成分
	TC4 Ti-6Al-4V
4	GJB 391A-2015 航天用钛合金饼材规范
	TC4 Ti-6Al-4V
5	GB /T 42159-2022 紧固件用钛及钛合金棒材和丝材
	TC4 Ti-6Al-4V

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热导率
温度θ/°C	20	100	200	300	400	500
热导率λ/[W/(m.°C)]	6.8	7.4	8.7	9.8	10.3	11.8

比热容
温度θ/°C	20	100	200	300	400	500
比热容c/[J/(kg.°C)]	611	624	653	674	691	703

线膨胀系数
温度θ/°C	20~100	20~200	20~300	20~400	20~500	20~600
线膨胀系数α/10^-6°C^-1	9.1	9.2	9.3	9.5	9.7	10

电阻率
温度θ/°C	20	100	200	300	400	500	600	700	800
ρ/(μΩ.m)	1.7	1.74	1.82	1.86	1.89	1.91	1.92	1.92	1.91

可加工紧固件产品示例

物理性能