高温合金、钛主要用途的示意图
示意图(高温合金、钛的主要用途)

Ti-10V-2Fe-3Al

ISO S(高温合金、钛)

近β型钛合金(高强度锻造用)。编号为 UNS R56410。相关标准为 AMS 4983/4984/4986/4987(均为锻件,按强度等级区分)。

🌐JIS 及国外对应牌号

“相近”是指化学成分或力学性能并不完全相同的材料。替换使用时,请核对各标准中的规定值。

标准牌号编号关系可信度
UNSTi-10V-2Fe-3AlUNS R56410―
JIS——一手资料中未能确认
GB——一手资料中未能确认
EN/WL——一手资料中未能确认
各对应牌号的差异(资料记载)
  • JIS :JIS 无对应牌号(一手资料中未找到)
  • GB :汇总数据库中有将 GB/T 3620.1 的 TB6 与之对应的记载,但一手资料中未能确认,故留空
  • EN/WL :未确认

📄相关标准(AMS、ASTM 等)

订单和图纸中会指定的标准。AMS 是 SAE 的航空航天材料标准,按产品形态(棒材、板材、锻件)、熔炼方法和热处理分别编号。标准正文需付费,因此这里只列出在标准组织公开页面上确认过的标题和适用范围。

标准内容可信度
AMS 4983锻件,一段固溶+时效,抗拉强度 180ksi 级(MIL-HDBK-5J 中为厚度小于 1in 的模锻件)Titanium Alloy, Forgings, 10V - 2Fe - 3Al, Consumable Electrode Melted, Single-Step Solution Heat Treated and Aged, 180 ksi (1241 MPa) Tensile Strength单一资料·仅供参考[7][3]
AMS 4984锻件(截面厚度 3.0in 以下)及锻造用坯料,固溶+时效,173ksi 级Titanium Alloy Forgings 10V - 2Fe - 3Al, Consumable Electrode Melted, Solution Heat Treated and Aged, 173 ksi (1193 MPa) Tensile Strength单一资料·仅供参考[8][2]
AMS 4986锻件,一段固溶+过时效,160ksi 级(重视韧性)Titanium Alloy, Forgings 10V - 2Fe - 3Al Consumable Electrode Melted, Single-Step Solution Heat Treated and Overaged 160 ksi (1103 MPa) Tensile Strength单一资料·仅供参考[9][2]
AMS 4987锻件(截面厚度小于 4.0in)及锻造用坯料,固溶+过时效,140ksi 级。SAE Mobilus 中现行版为 AMS4987G(2025-02-25)TITANIUM ALLOY FORGINGS 10V - 2Fe - 3Al Consumable Electrode Melted, Single Solution Heat Treated and Overaged 140,000 psi (965 MPa) Tensile Strength多份资料一致[10][2]

ASTM 标准一览见 ASTM 标准速查表。

✈在航空器上的主要用途(资料记载)

⚗化学成分(质量分数 %)

各标准的范围不同,因此按标准分列显示(颜色较深的数字表示多份资料一致,颜色较浅的数字表示仅有一份资料)。

元素标准 ①标准 ②
V9 〜 11[2]—
Fe1.6 〜 2.2[2]—
Al2.6 〜 3.4[2]—
O≤ 0.13[2]—
C≤0.05[2]—
N≤0.05[2]—
H≤0.015[2]—
其他(单个/合计)≤ 0.10/0.13[2]—
Ti—余量[2][1]
  1. 标准 ① TIMET 数据表(TIMETAL 10-2-3)的成分表
  2. 标准 ② TIMET、Aubert & Duval

⚖密度

4.65 g/cm³

多份资料一致[2][1][3]

TIMET、Aubert & Duval 为 4.65,MIL-HDBK-5J 为 0.168 lb/in³(=4.65)。β 转变点 TIMET、Aubert & Duval 均为 800°C(MIL-HDBK-5J 为“一般 1460~1480°F”)

用此材料计算重量 →

💪力学性能

“参考值”并非标准的规定值,而是厂商资料等中记载的数值。

状态抗拉强度 MPa屈服强度 MPa伸长率 %硬度数值类型
一段固溶+时效(900~950°F)、模锻件(厚度小于 1.000in)不小于 1241(180ksi)≥ 1103(160ksi)≥4—设计容许值 S 基准(MIL-HDBK-5J 表 5.5.3.0(b),AMS 4983 的材料。S 基准相当于标准的最小值)。与 AMS 4983 标题中的 180ksi 一致
单一资料·仅供参考[3]
固溶+时效(900~950°F,8h)、锻件(厚度 3in 以下)≥ 1193(173ksi)≥ 1103(160ksi)≥4—保证最小值(TIMET 作为 AMS 4984 列出)与设计容许值 S 基准(MIL-HDBK-5J,AMS 4984 的模锻件)一致。TIMET 还记载断裂韧性 K1C≥44MPa√m(40ksi√in)
多份资料一致[2][3]
固溶+过时效(950~1000°F,8h)、锻件(厚度 4in 以下。MIL-HDBK-5J 为自由锻件小于 3in 和 3.001~4.000in)≥ 1103(160ksi)≥ 1000(145ksi。TIMET 的换算值为 998)≥6—保证最小值(TIMET 作为 AMS 4986 列出)与设计容许值 S 基准(MIL-HDBK-5J,AMS 4986 的自由锻件)一致。TIMET 还记载 K1C≥60MPa√m(55ksi√in)
多份资料一致[2][3]
固溶+过时效(1050~1100°F,8h)、锻件(厚度 4in 以下)≥ 965(140ksi)≥ 896(130ksi)≥8—保证最小值(TIMET 作为 AMS 4987 列出)。K1C≥88MPa√m(80ksi√in)。与 AMS 4987 标题中的 140,000psi(965MPa)一致
单一资料·仅供参考[2]
固溶+时效(510°C×8h),室温1214114512—代表值(TIMET 数据表 表 6)
单一资料·仅供参考[2]
热处理状态,室温1000〜1300900〜12005~12(5d)—代表值(Aubert & Duval,明确注明并非保证值)
单一资料·仅供参考[1]

📊图示

化学成分的标准范围(质量分数 %)

01020%刻度V9 〜 11Fe1.6 〜 2.2Al2.6 〜 3.400.10.2%刻度O≤ 0.13C≤0.05N≤0.0500.010.02%刻度H≤0.015范围(下限–上限)仅有上限(从 0 起)仅有下限(以上)
各元素含量的数量级相差很大,因此分成刻度不同的几段(每段上方的数字为该段刻度,请勿跨段比较条形长度)。 所绘标准:表中标准①(TIMET 数据表(TIMETAL 10-2-3)的成分表)。

抗拉强度在全部 62 种材料中处于什么位置

0500100015002000PE-UHMW:19 MPaPTFE:32.4 MPaPP:34 MPaPOM(共聚物)。板棒材厂商标为 POM-C:66–67 MPaPC:69 MPaPOM(均聚物)。板棒材厂商标为 POM-H:78–79 MPaPMMA:80 MPaPA6(浇铸型,MC 尼龙):88 MPaPA66:90 MPaPL-PEM(纸基)/PL-FLE(布基、细布):100–150 MPaPEEK(未填充):115–116 MPaFC250:≥250 MPaA5052:262 MPaC1100:≥275 MPaA6061:平均 324.9 MPaA2618:390–430 MPaSS400:400-510 MPaA2017:427 MPaFCD450-10:≥450 MPaC3604:460 MPaA2219:469 MPaA2014:483 MPaC2801:483 MPa纯钛 Grade 2:485 MPaA2024:496 MPaAlloy 400:517–620 MPaA7475:≥517 MPaSUS303:≥520 MPaSUS304:≥520 MPaSUS316:≥520 MPaA7050:≥531 MPaAlloy 600:550–690 MPaA7075:590 MPaS45C:≥690 MPaC95400:724 MPaS50C:≥740 MPaSUS420J2:≥740 MPaC17510:760–970 MPaUNS N06002:793 MPaC63000:814 MPaAlloy 625:827–1034 MPaTi-3Al-2.5V:≥862 MPaSCM435:≥930 MPaA286:≥965 MPaSCM440:≥980 MPaTi-6Al-2Sn-4Zr-2Mo:≥1035 MPaTi-5Al-5Mo-5V-3Cr:1100 MPaTi-6Al-4V:≥1137 MPaC72900:≥1140 MPa4130:≥1241 MPaAlloy 718:≥1275 MPa9310:1289 MPaUNS N07001:1304 MPaC17200:1310–1520 MPa17-4PH:1340 MPa15-5PH:1340 MPaPH13-8Mo:≥1517 MPa17-7PH:≥1655 MPa4340:1905 MPa300M:1972–1986 MPa18% 镍马氏体时效钢 300 级:2027 MPaTi-10V-2Fe-3Al:≥1241 MPaTi-10V-2Fe-3Al ≥ 1241 MPa
单位为 MPa。圆点取各材料表中抗拉强度最高状态的值(标准下限值与代表值混在一起;以范围给出的值按下限绘制)。Ti-10V-2Fe-3Al 采用的是“一段固溶+时效、模锻件”的值。

切削加工性评分(退火 Ti-6Al-4V=100)

050100Ti-6Al-4V(退火,基准)100Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr(BASCA 状态)57Ti-10V-2Fe-3Al(固溶+时效)56Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr(固溶+时效)51
数字越大越容易切削(ISCAR 的评分(平均值))。仅列出在同属 ISO S(耐热合金、钛)的材料中,资料里载有相同基准评分的材料。

🔧切削加工性与加工注意事项(资料记载)

📚出处

按数值逐一用编号标示的一手资料(厂商、行业协会、标准组织的公开资料)。

  1. aubertduval.com https://www.aubertduval.com/wp-content/uploads/2024/12/Ti1023_GB.pdf
  2. timet.com https://www.timet.com/documents/datasheets/metastable-beta-alloys/timetal-10-2-3.pdf
  3. everyspec.com https://everyspec.com/MIL-HDBK/MIL-HDBK-0001-0099/MIL_HDBK_5J_139/
  4. sandvik.coromant.com https://www.sandvik.coromant.com/en-us/knowledge/materials/workpiece-materials
  5. sumitool.com https://www.sumitool.com/downloads/cutting-tools/general-catalog/assets/pdf/a.pdf#page=18
  6. iscar.co.za https://iscar.co.za/Catalogs/Publication/english_1/machining_titanium/machining_titanium_0…
  7. sae.org https://www.sae.org/standards/content/ams4983f/
  8. sae.org https://www.sae.org/standards/content/ams4984a/
  9. sae.org https://sae.org/standards/content/ams4986f
  10. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/standards/ams4987-titanium-alloy-forgings-10v-2fe-3al-consumabl…
  11. timet.com https://www.timet.com/assets/local/documents/technicalmanuals/TiAlloys.pdf

其他材料

钛及钛合金

纯钛 Grade 2

钛及钛合金

Ti-6Al-4V

钛及钛合金

Ti-3Al-2.5V

钛及钛合金

Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo

钛及钛合金

Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr

钢

SS400

钢

S45C

钢

SCM435

钢

SKD11

不锈钢

SUS303

不锈钢

SUS304

铝合金

A5052

铝合金

A6061

铝合金

A7075

铜合金

C3604

航空用钢

4130

航空用钢

4340

航空用钢

300M

航空用钢

9310

航空用钢

17-4PH

航空用钢

15-5PH

航空用钢

PH13-8Mo

航空用钢

17-7PH

航空用钢

A286

航空用钢

18% 镍马氏体时效钢 300 级

航空用钢

52100

航空用钢

440C

镍合金

Alloy 718

镍合金

Alloy 625

镍合金

Alloy 600

镍合金

UNS N07001

镍合金

UNS N06002

镍合金

Alloy 400

航空用铝合金

A2024

航空用铝合金

A2014

航空用铝合金

A2219

航空用铝合金

A7050

航空用铝合金

A7475

航空用铝合金

A2618

钢

S50C

钢

SCM440

钢

SKD61

钢

SKH51

不锈钢

SUS316

不锈钢

SUS420J2

铝合金

A2017

铝合金

A5056

铜合金

C1100

铜合金

C2801

铸铁

FC250

铸铁

FCD450-10

工程塑料

PA6(浇铸型,MC 尼龙)

工程塑料

PA66

工程塑料

POM(共聚物)。板棒材厂商标为 POM-C

工程塑料

POM(均聚物)。板棒材厂商标为 POM-H

工程塑料

PEEK(未填充)

工程塑料

PTFE

工程塑料

PE-UHMW

工程塑料

PC

工程塑料

PMMA

工程塑料

PVC-U

工程塑料

PP

工程塑料

PL-PEM(纸基)/PL-FLE(布基、细布)

航空用铜合金

C17200

铜合金

C17510

航空用铜合金

C63000

航空用铜合金

C95400

航空用铜合金

C72900