TC4(Ti-6Al-4V)为中等强度α-β型两相钛合金,常用于航空结构、海洋及高端制造。化学成分典型:Al 5.5–6.8%,V 3.5–4.5%,Fe≤0.3%,O≤0.2%,其余为Ti。密度约4.43 g/cm3,弹性模量约110 GPa。室温下TC4经退火态抗拉强度约830–950 MPa,屈服强度(0.2%)约760–880 MPa,伸长率8–15%,洛氏硬度约30–38 HRC。200°C时强度小幅下降,约保留90%左右;400°C时强度降至60–75%,延展性略增;500–600°C时强度显著下降并趋向蠕变敏感,长期服役须谨慎。TC4的疲劳极限(高周)约为450–550 MPa(视表面处理与热处理而异)。制造公差、表面粗糙度与热处理对TC4疲劳与断裂韧性影响明显。技术参数参照美标 ASTM B348 / AMS4928 与国标 GB/T 3620 等双标准体系,可满足美系与国内同批次认证要求。
材料选型常见误区:1) 将TC4当作所有高温结构件通用材料,忽视400°C以上长期服役的蠕变与相稳定性;2) 按密度与强度比简单替代钢材而忽略连接与电化学兼容性,导致腐蚀或接头失效;3) 以为表面抛光即可替代热处理或表面氮化,忽视显微组织对疲劳寿命的主导作用。
技术争议点:TC4在400°C附近长期服役是否仍为性价比最高的选择存在争议。一派认为通过稳定化处理与表面工程可延长寿命并降低成本;另一派认为应采用β稳相高温钛合金或镍基合金以保证长期蠕变性能,尤其在高应力高温工况下更为可靠。
供应链与成本参考:合金成本受Al、V等原料价影响,可参考LME对铝/钒等金属的走势,同时结合上海有色网对钛海绵与回收料的现货价监测,原材料波动通常使TC4加工件成本波动在20–30%区间。选型时应同时考虑可加工性、热处理能力、表面处理与后续检测成本。
结论性建议:在追求轻量化与高强度的场景可优先考虑TC4,但对长期高温或高蠕变场合建议做耐久性试验并评估替代合金或表面/热处理组合以降低寿命不确定性。



