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)

纯钛 Grade 2

ISO S(高温合金、钛)

工业纯钛。编号为 Grade 2、UNS R50400。相关标准为 ASTM B348/B348M(棒材、坯料)、B265(板材、带材)、B338(热交换器用管)。航空航天用为 AMS 4902(板材、带材)、AMS 4942(无缝管)。

🌐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/UNS纯钛 Grade 2Grade 2、UNS R50400―
JIS2 种棒材代号 TB340H。板材代号未确认JIS H 4600(板材及带材)/JIS H 4650(棒材)相近多份资料一致[10][14][6][8]
EN/DIN3.7035工程用)/3.7034(航空用DIN 材料号对应单一资料·仅供参考[11]
GB——一手资料中未能确认
各对应牌号的差异(资料记载)
  • JIS 2 种:日本钛协会、神户制钢、日本制铁将其与 ASTM Gr.2 并列作为对应牌号列出。但 O、Fe、H 的上限和抗拉强度范围不同(JIS 为 O≤0.20、Fe≤0.25、H≤0.013,抗拉 340~510)。代号 TB340H 已在爱知制钢目录(JIS H 4650 的 2 种)确认
  • EN/DIN 3.7035:TIMET 的合金一览中,作为 TIMETAL 50A(ASTM Gr.2)的独立标准列出。法国 T-40、英国 BS TA.2~5 也在同一行。EN 的化学符号未能在一手资料中确认
  • GB :有资料写作 TA2,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 2=UNS R50400Standard 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 2Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Strip, Sheet, and Plate多份资料一致[2]
B338-17(2026)冷凝器、热交换器用无缝管、焊接管。包含 Grade 2Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Tubes for Condensers and Heat Exchangers多份资料一致[17]
AMS 4902M纯钛板材、带材(厚度至 1 英寸),退火。相当于 Grade 2(日本钛协会、ATI、Carpenter、TIMET 作为对应牌号记载)Titanium Sheet, Strip, and Plate Commercially Pure Annealed 40.0 ksi (276 MPa) Yield Strength多份资料一致[18][10]
AMS 4942H纯钛无缝管,退火(Carpenter 作为 Grade 2 的标准记载)Titanium Tubing, Seamless Annealed, 40.0 ksi (275 MPa) Yield Strength单一资料·仅供参考[19][7]
JIS H 4600:2012板材、带材。包含 2 种(在 JSA 预览中确认的是 2012 年版。是否有更新的版本未确认)钛及钛合金-板及带单一资料·仅供参考[20]
JIS H 4650:2016棒材。包含 2 种(代号 TB340H)(JSA 预览为 2016 年版。种类表在预览范围之外)钛及钛合金-棒单一资料·仅供参考[21][8]

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
N≤0.03[3][6][7]≤0.03[6][8][9]
C≤0.08[3][6][7]≤0.08[6][8][9]
H≤0.015[3][6][7]≤ 0.013[6][8][9]
Fe≤0.3[3][6]≤0.25[6][8][9]
O≤0.25[3][6][7]≤0.2[6][8][9]
Ti余量[3][6]—
  1. 标准 ① ASTM Grade 2
  2. 标准 ② JIS 2 种(JIS H 4600 板材、JIS H 4650 棒材)

⚖密度

4.51 g/cm³

多份资料一致[13][11][12][8]

ATI 为 0.163 lb/in³、4.51(产品页面为 4.51~4.52),TIMET(50A)、日本钛协会(工业纯钛)、爱知制钢均为 4.51

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 2)345 以上≥ 275(板材、带材为 275~450)≥20—规定值(ASTM B265/B348 的 Grade 2。ATI 和日本制铁列出)
多份资料一致[3][6]
退火(JIS 2 种:板材 H 4600、棒材 H 4650)340〜510215 以上≥ 23—规定值(JIS。日本制铁、爱知制钢(H 4650 棒材)、日本焊接协会 WES 7102 勘误表(H 4600 板材)、日本钛协会列出)
多份资料一致[6][8][9][10]
退火(TIMETAL 50A=相当于 ASTM Gr.2)48534528—代表值(TIMET)
单一资料·仅供参考[11]
硬度(退火)———HV 160(日本钛协会,JIS 2 种)/HRB 约 80(ATI,Grade 2)代表值(行业协会、制造商)
单一资料·仅供参考[12][13]

📊图示

化学成分的标准范围(质量分数 %)

00.150.3%刻度N≤0.03C≤0.08Fe≤0.3O≤0.2500.010.02%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(ASTM Grade 2)。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 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 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 MPa纯钛 Grade 2:485 MPa纯钛 Grade 2 485 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)。纯钛 Grade 2 采用的是“退火”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. store.astm.org https://store.astm.org/b0265-25.html
  3. atimaterials.com https://www.atimaterials.com/Products/ati-cp2
  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/pdf/index01.pdf
  7. carpentertechnology.com https://www.carpentertechnology.com/alloy-finder/cp-ti-grade-2
  8. aichi-steel.co.jp https://www.aichi-steel.co.jp/_assets/dl/products/stainless_company/titanium/titanium_cata…
  9. webdesk.jsa.or.jp https://webdesk.jsa.or.jp/pdf/jwes/errata/WES_7102_000_000_j___2012_rec_1_202112.pdf
  10. titan-japan.com https://www.titan-japan.com/technology/titanium.html
  11. timet.com https://www.timet.com/assets/local/documents/technicalmanuals/TiAlloys.pdf
  12. titan-japan.com https://www.titan-japan.com/technology/physical_properties.html
  13. atimaterials.com https://www.atimaterials.com/Products/Documents/datasheets/titanium/commerciallypure/ati_c…
  14. kobelco.co.jp https://www.kobelco.co.jp/products/advanced-materials/titan/pdf/spec.pdf
  15. titan-japan.com https://www.titan-japan.com/manufacturing/machining.html
  16. titan-japan.com https://www.titan-japan.com/pdf/trouble/trouble_fi8.pdf
  17. store.astm.org https://store.astm.org/b0338-17r26.html
  18. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams4902m
  19. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams4942h
  20. webdesk.jsa.or.jp https://webdesk.jsa.or.jp/preview/pre_jis_h_04600_000_000_2012_j_ed10_ch.pdf
  21. webdesk.jsa.or.jp https://webdesk.jsa.or.jp/preview/pre_jis_h_04650_000_000_2016_j_ed10_ch.pdf

其他材料

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-10V-2Fe-3Al

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