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-3Al-2.5V

ISO S(高温合金、钛)

α+β 型钛合金(可冷加工的中等强度合金)。编号为 Grade 9、UNS R56320。相关标准为 ASTM B348/B348M(棒材)、B265(板材)、B338(热交换器用管)、B381(锻件,Grade F-9),航空用无缝液压管为 AMS 4943(退火)、AMS 4944(冷加工、去应力)、AMS 4945(织构控制)。

🌐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
ASTM/UNSTi-3Al-2.5VGrade 9、UNS R56320―
JIS61 种代号未确认JIS H 4600 等(神户制钢板材制造范围表中,H 4600 的适用对象含 61 种)对应多份资料一致[8][6][7][10]
EN/DIN——一手资料中未能确认
GB——一手资料中未能确认
各对应牌号的差异(资料记载)
  • JIS 61 种:日本钛协会、日本制铁、神户制钢均将其列为 ASTM Gr.9 的对应牌号。屈服强度 JIS 为 485,ASTM 为 483。TAP3250、TAB3250 等代号仅见于 TotalMateria,故不采用
  • EN/DIN :有资料(makeitfrom、经销商)写作 3.7195,但在制造商或标准组织的一手资料中未能确认。TIMET 的合金一览中,3-2.5 一行也未列出德国标准
  • GB :有资料写作 TA18,但未能找到中国制造商、标准组织的一手资料

📄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
B348/B348M-25棒材、坯料(退火)。包含 Grade 9=UNS R56320Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Bars and Billets多份资料一致[1]
B265-25带材、板材(退火)。包含 Grade 9Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Strip, Sheet, and Plate多份资料一致[12]
B338-17(2026)冷凝器、热交换器用无缝管、焊接管。包含 Grade 9Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Tubes for Condensers and Heat Exchangers多份资料一致[13]
B381-26锻件(退火)。包含 Grade F-9=UNS R56320Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Forgings多份资料一致[14]
AMS 4943M液压用无缝管,退火Titanium Alloy, Hydraulic, Seamless Tubing 3.0Al - 2.5V Annealed多份资料一致[15]
AMS 4944N液压用无缝管,冷加工、去应力Titanium Alloy Tubing, Seamless, Hydraulic, 3.0Al - 2.5V, Cold Worked, Stress Relieved多份资料一致[3]
AMS 4945J液压用无缝管,冷加工、去应力并控制织构(收缩应变比)。旧标题明确写有屈服强度 105,000 psi(724 MPa)Titanium Alloy Tubing, Seamless, Hydraulic, 3Al - 2.5V, Controlled Contractile Strain Ratio, Cold Worked, Stress Relieved多份资料一致[16]

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 %)

ASTM Grade 9 的规定

元素范围可信度
Al2.5 〜 3.5多份资料一致[2][6][7]
V2 〜 3多份资料一致[2][6][7]
Fe≤0.25多份资料一致[2][6]
O≤0.15多份资料一致[2][6]
N≤0.03多份资料一致[2][6]
C≤0.08多份资料一致[2][6]
H≤0.015单一资料·仅供参考[2]
其他(单个/合计)≤ 0.1/0.4单一资料·仅供参考[2]
Ti余量多份资料一致[2][7]

⚖密度

4.48 g/cm³

单一资料·仅供参考[2]

TIMET 的 3-2.5 数据表为 0.162 lb/in³(4.48)。同为 TIMET 的合金一览中,3-2.5 一行写作 4.51,两者不一致(与纯钛相同的值,可能是抄录错误)。未找到第二份独立的一手资料

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
退火(ASTM Grade 9)≥ 620≥ 483≥15—最低值(TIMET 的最低值表〔未注明标准名〕、日本制铁的 ASTM Gr.9 一行)
多份资料一致[2][6]
退火(JIS 61 种)≥ 620不小于 485≥15—规定值(JIS。日本钛协会、日本制铁)
多份资料一致[8][6]
冷加工、去应力 CWSR≥ 862≥724≥10—最低值(TIMET 的最低值表。未注明标准名)
单一资料·仅供参考[2]
时效≥ 828不小于 690≥8—最低值(TIMET 的最低值表。未注明标准名)
单一资料·仅供参考[2]
退火(TIMETAL 3-2.5)65055015—代表值(TIMET 合金一览)
单一资料·仅供参考[9]
硬度————在一手资料中未找到
一手资料中未能确认

📊图示

化学成分的标准范围(质量分数 %)

024%刻度Al2.5 〜 3.5V2 〜 300.1250.25%刻度Fe≤0.25O≤0.15N≤0.03C≤0.0800.010.02%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:ASTM Grade 9。Ti 为余量。

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 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 MPaTi-10V-2Fe-3Al:≥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-3Al-2.5V:≥862 MPaTi-3Al-2.5V ≥ 862 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-3Al-2.5V 采用的是“冷加工、去应力 CWSR”的值。

🔧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. store.astm.org https://store.astm.org/b0348_b0348m-25.html
  2. timet.com https://www.timet.com/documents/datasheets/alpha-and-beta-alloys/timetal-3-2.5.pdf
  3. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams4944n
  4. sandvik.coromant.com https://www.sandvik.coromant.com/en-us/knowledge/materials/workpiece-materials
  5. kyocera.co.jp https://www.kyocera.co.jp/prdct/tool/wp-content/uploads/2014/07/2024-2026_A.pdf#page=3
  6. nipponsteel.com https://www.nipponsteel.com/product/titan/feature/pdf/T001_16-23.pdf
  7. kobelco.co.jp https://www.kobelco.co.jp/products/advanced-materials/titan/pdf/spec.pdf
  8. titan-japan.com https://www.titan-japan.com/technology/titanium.html
  9. timet.com https://www.timet.com/assets/local/documents/technicalmanuals/TiAlloys.pdf
  10. kobelco.co.jp https://www.kobelco.co.jp/products/advanced-materials/titan/pdf/range_2.pdf
  11. titan-japan.com https://www.titan-japan.com/manufacturing/machining.html
  12. store.astm.org https://store.astm.org/b0265-25.html
  13. store.astm.org https://store.astm.org/b0338-17r26.html
  14. store.astm.org https://store.astm.org/b0381-26.html
  15. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams4943m
  16. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams4945j

其他材料

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17-4PH

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15-5PH

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PH13-8Mo

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17-7PH

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A286

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18% 镍马氏体时效钢 300 级

航空用钢

52100

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440C

镍合金

Alloy 718

镍合金

Alloy 625

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Alloy 600

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UNS N06002

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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

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C72900