詳細描述

TB3是中國自主研發的亞穩定β型鈦合金，名義成分為 Ti-3.5Al-10Mo-8V-1Fe，具有超高強度、優異的冷成型性和深淬透性，專為航空航天高強輕量化需求設計。

1、牌號背景與標準

牌號歸屬：
TB3是中國國家標準（GB/T）中的一種亞穩定β型鈦合金，屬于早期開發的β型鈦合金，以良好的冷成形性和中等強度為特點。

執行標準：

GB/T 3620.1-2016（鈦及鈦合金牌號和化學成分）

GB/T 3621-2016（鈦及鈦合金板材）

航空工業標準（HB）：可能對板材的工藝和性能有特殊要求。

2、化學成分（典型值，wt%）

設計特點：

含Mo、V、Cr等β穩定元素，冷成形性優異。

低Al含量降低合金密度，但犧牲部分強度。

3、核心性能

力學性能（退火態板材）：

抗拉強度：≥850 MPa

屈服強度：≥750 MPa

延伸率：≥15%

彈性模量：90~100 GPa（略低于TC4的110 GPa）。

工藝性能：

冷成形性：極佳，可冷沖壓、折彎復雜形狀（冷變形量可達50%）。

焊接性：需惰性氣體保護（TIG或激光焊），焊后需退火消除應力。

耐腐蝕性：

耐海水和弱酸環境，但長期暴露于高溫氧化性環境易表面氧化。

適用于船舶、化工中非極端腐蝕場景。

4、應用領域

航空航天：

非承力鈑金件：艙內飾板、導管支架（減重需求）。

彈簧與彈片：儀表彈簧、減震元件。

船舶與海洋工程：

海水冷卻系統管道、閥門殼體（替代不銹鋼）。

民用工業：

化工反應器內襯、食品加工設備（耐蝕輕量化）。

運動器材（如自行車車架、登山扣）。

5、板材加工與熱處理

熱軋工藝：

初始坯料加熱至β相區（900~950℃），多道次軋制至目標厚度。

冷軋工藝：

冷軋變形量可達60%，需中間退火（700~750℃保溫1h）避免開裂。

熱處理制度：

退火：750~800℃保溫1h，空冷（優化塑性，消除殘余應力）。

固溶+時效（可選）：

固溶：850℃保溫1h，水淬（獲得單一β相）。

時效：500℃保溫4h（析出α相提升強度至950 MPa以上）。

表面處理：

化學拋光：用于提高表面光潔度。

陽極氧化：生成彩色氧化膜（裝飾或功能性防護）。

6、與其他β型鈦合金的對比

7、選型建議

低成本冷成形需求：優先選擇TB3，適合非承力或輕載場景。

高強度+耐蝕性：TB8或TB5更優，但成本更高。

極端耐蝕環境：TA2（純鈦）或Ti-0.3Mo-0.8Ni（耐鹽酸合金）。

8、局限性

強度中等：退火態強度低于主流β合金（如TB5、TB8），需時效處理提升性能。

高溫性能差：長期使用溫度不超過250℃，β相易粗化。

應用局限：逐漸被TB5、TB8等新一代β合金替代，市場占有率較低。

TB3鈦板材憑借其優異的冷成形性和較低成本，適用于船舶、民用工業中的輕量化非承力部件。盡管其強度不及新一代β合金（如TB8），但在要求復雜成型和中低負載的場景中仍具競爭力。選型時需結合強度、成本及耐蝕性需求，必要時通過時效處理或表面改性擴展應用范圍。對于高性能領域，建議升級至TB5或TB8。