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詳細描述

Ti80（名義成分Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo）是我國自主研發的?近α型鈦合金?，主要應用于航空航天、船舶制造及化工領域的高強度耐蝕結構件，如潛艇耐壓殼體、螺栓及動力系統部件。有關Ti80鈦板的性能、應用、制造工藝等，利泰金屬整理如下：

1、定義

Ti80是中國自主研發的近α型鈦合金，名義成分為：

鈦（Ti）：基體金屬

鋁（Al）：約5.5–6.5%（強化α相）

鉬（Mo）：0.5–1.5%（增強β相穩定性）

鈮（Nb）：2.0–3.0%（細化晶粒，提升韌性）

鋯（Zr）：1.5–2.5%（抗氫脆，改善耐蝕性）

雜質（Fe、C、N等）：嚴格限制（總和<0.3%）

特點：

深海專用：抗高壓（>7000米水深）、耐海水腐蝕、抗氫脆性能突出。

高強韌：兼具高強度（≥980 MPa）與良好韌性，適合焊接與復雜成型。

2、性能特點

性能	Ti80表現
力學性能	抗拉強度≥980 MPa，屈服強度≥880 MPa，延伸率≥10%（優于TC4的塑性）。
耐腐蝕性	抗海水、氯離子應力腐蝕，氫脆敏感性極低（氫含量<50 ppm）。
加工性能	熱加工性能優異（需β相區鍛造），焊接性良好（需氬氣保護）。
耐溫性	長期使用溫度≤350℃，短時可耐400℃（抗氧化性優于普通α+β合金）。

3、應用領域

深海裝備：潛艇耐壓殼體、深海探測器外殼（抗高壓腐蝕）。

船舶工業：船舶推進器軸、海水泵閥（抗空泡腐蝕）。

海洋工程：海底油氣管道、鉆井平臺緊固件。

特殊領域：核潛艇核反應堆屏蔽結構（低中子吸收截面）。

4、制造工藝

熔煉：真空自耗電弧爐（VAR）+電子束冷床爐（EBCHM）雙聯工藝，確保高純凈度。

熱加工：β相區（1000–1050℃）鍛造或軋制，細化β晶粒。

熱處理：雙重退火（950℃固溶+550℃時效），平衡強度與韌性。

焊接：電子束焊或激光焊，需后熱處理消除殘余應力。

5、執行標準

中國：

國軍標：GJB 2218-2018（艦船用鈦合金規范）。

國標：GB/T 3620-2016（名義成分參考）。

國際對比：

美國無直接對應牌號，性能接近Ti-6Al-4V ELI（超低間隙元素級），但Ti80深海性能更優。

6、與其他鈦合金的區別

牌號	類型	典型成分	強度（MPa）	核心特性	主要應用
Ti80	近α型	Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo	980–1120	深海抗壓、抗氫脆	潛艇殼體、深海設備
Ti31	α型	Ti-3Al-1Mo-1Zr	590–735	低成本、耐海水腐蝕	船舶管路、濱海電站冷凝器
Ti55	近α型	Ti-5Al-4Sn-4Zr-1Mo-1W	1030–1180	高溫蠕變抗力（550℃）	航空發動機高壓壓氣機葉片
Ti60	近α型	Ti-5.8Al-4Sn-3Zr-1Mo-0.3Si	1050–1200	高溫抗氧化性（600℃）	航天發動機燃燒室部件
Ti75	近α型	Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo	900–1050	抗硫化腐蝕、生物相容性	化工反應釜、醫療植入物

7、選購方法與注意事項

選購方法：

應用場景匹配：

深海高壓環境必選Ti80，避免用TC4或Ti31替代（抗氫脆不足）。

供應商審核：

優先選擇具備軍工生產資質（如GJB 9001認證）的廠家。

材料驗證：

要求提供氫含量檢測報告（需≤50 ppm）、超聲波探傷（UT）及滲透檢測（PT）結果。

注意事項：

氫脆防控：

酸洗時使用低濃度HF（<3%），時間控制在5分鐘內，酸洗后立即烘干。

焊接工藝：

焊后需進行600–650℃去應力退火，防止焊縫脆化。

加工溫度：

熱成型溫度嚴格控制在β相區（1000–1050℃），避免低溫加工導致開裂。

8、未來新應用領域探索

超深潛器：

萬米級載人潛水器耐壓殼（需進一步提升Ti80的屈服強度至≥1100 MPa）。

氫能儲運：

液氫儲罐（利用其低溫韌性及抗氫滲透性）。

極地開發：

北極冰下探測設備（耐低溫沖擊與海水腐蝕）。

3D打印：

激光粉末床熔融（LPBF）制造一體化深海部件（需優化Ti80粉末球形度與流動性）。

Ti80鈦板是中國深海裝備領域的**“卡脖子”材料**，其抗高壓、抗氫脆的核心性能填補了國際深海鈦合金空白。與Ti31、Ti55等相比，Ti80專攻深海極端環境，而Ti55/Ti60側重高溫航空航天應用。未來在極地開發、氫能等新興領域的拓展需依賴材料改性（如納米強化）與先進制造技術（如增材制造）。選購時需嚴控氫含量，并關注軍工供應鏈的特殊要求。