TC4中等强度α-β型两相钛合金在铸态下的力学性能与浇注温度关系，是应用端设计的关键因素。TC4即Ti-6Al-4V，属于α-β型两相钛合金，具备较高的比强度和良好韧性。铸态TC4若控制好浇注温度和模具温度，拉伸性能有望达到800 MPa级别，且断后延伸在5%～12%之间；若浇注温度超过临界区间，晶粒粗大、夹杂和氧含量波动会降低拉伸性能并增加残余应力。对TC4的浇注温度管理，需结合热处理窗口、模具热惯性和铸态组织演变来综合评估。下列参数与要点，便于在设计与试制阶段快速把握TC4的铸态性能。
技术参数要点
- 材料与结构：TC4/ Ti-6Al-4V，α-β两相结构，铸态组织受浇注温度、降模速率和含氧量影响较大，晶粒与α相/β相分布决定拉伸性能曲线。
- 化学成分与制备：Al含量约5.5%–6.75%，V含量约3.5%–4.5%，Fe、O、N、C等微量元素各有上限，铸造与后处理阶段需严格控制，以稳定α/β相比与微观缺陷。
- 浇注温度与模具温度：浇注温度常见区间在1,500–1,700°C，模具温度在200–400°C范围内，确保液态金属充分充填且晶核分布均匀，抑制过度枝晶生长。
- 拉伸性能（铸态）范围：拉伸强度约700–900 MPa，屈服强度约470–800 MPa，延伸率大致5%–12%（具体取决于氧含量与热处理窗口）。
- 相关热处理对比：若后续热处理如固溶与时效性处理，TC4的拉伸性能可进一步提升，同时晶粒细化有助于韧性增强与应力集中点的缓释。
行业标准与对照体系
- 美标参考：符合 ASTM B348/ B348M-条款的 Ti-6Al-4V 材料证书要求，用于铸态铸件及后续加工；拉伸试验和化学成分检测遵循 ASTM E8/E8M 等力学测试方法在对照体系中实现可比性。
- 国标对照：在力学测试方面参照 GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分的要求，与 ASTM E8/Medical 相关方法对齐；化学成分与铸态组织评定可结合 GB/T 4333、GB/T 18254 等方法进行对照性验证。
- 数据对照要点：TC4的浇注温度与拉伸性能的对照，需以 ASTM B348 与 GB/T 228.1 双体系的试件尺寸、加工路线及测试条件来确保可比性。
材料选型误区（3个常见错误）
- 误区一：以“最高强度”为唯一评估标准。TC4的强度只是指标之一，氧含量、晶粒尺度、韧性、疲劳性能及加工稳定性都影响真实工况表现，不能只看单点强度。
- 误区二：将TC4等同于所有Ti合金，忽略α–β相平衡对成形性与断裂机制的影响。α/β相比不同，铸态TC4的可铸性、整铸性与后处理敏感性差异明显，选型需针对部件功能与载荷谱。
- 误区三：只考量材料价格，忽略铸态到成品的工艺波动。浇注温度、模具冷却速度、含氧量等因素对铸态组织和后续热处理成本影响显著，直接成本并不能反映综合性价比。
技术争议点
- 对浇注温度的取舍存在分歧：一派主张通过抑制温度过高来控制氧含量与枝晶生长，从而在铸态获得稳定的晶粒尺寸与可控拉伸性能；另一派认为提高浇注温度并配合区域性后热处理，能够更有效地实现α/β相的均匀分布、提高断后韧性与疲劳寿命。两种路径在生产成本、能耗与部件尺寸公差方面各有权衡。
市场数据与价格锚点（数据源混用）
- 价格锚点以美标/国标对照的成本结构为基础，结合国际原材料市场与国内行情。LME对钛及相关材料的现货报价在不同时点呈现波动，常见区间约在每公斤美元6–12之间，市场对氧含量与铸态组织的敏感度会放大价格波动。上海有色网作为国内报价来源，铸态TC4铸件的行情在日常波动中与加工成本、尺寸等级、后续热处理需求紧密相关，价格区间通常参考区域性铸件尺寸和质量等级，若以中等批量为基准，单位价格在人民币每公斤的若干区间内浮动，具体以当日报价为准。
- 这些参照源显示，TC4铸态件在不同应用场景中的性价比并非单纯以强度衡量，浇注温度控制、热处理工艺、晶粒与相分布才是决定拉伸性能与工艺稳定性的关键。
总结与设计建议
- 对TC4中等强度α-β型两相钛合金的铸态件，浇注温度控制应与后续热处理窗口联动，确保晶粒与α/β相分布在目标区间。以浇注温度在可控区间内进行试制，并结合GBT/美标对照体系的拉伸试验来评估真实性能。关注点聚焦在铸态的拉伸性能与残余应力、氧含量及晶粒粗化程度上。通过ASTM B348与GB/T 228.1等标准对照，建立清晰的材料证书与力学测试对比，确保TC4铸态件在实际部件中的稳定性与可靠性。配合LME与上海有色网的行情信息，进行原材料与加工成本的动态评估，确保浇注温度、热处理和制造工艺共同作用下的最终性能满足设计要求。
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