1、定義
TC11（對(duì)應(yīng)國際牌號(hào)Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）是一種 中高強(qiáng)度α-β型鈦合金，專為航空高溫部件設(shè)計(jì)，具有優(yōu)異的熱強(qiáng)性和長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片、盤件及高溫連接件。
2、名義成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）
| 元素 | Al | Mo | Zr | Si | Ti |
| 含量 | 6.0-7.5 | 2.8-3.8 | 0.8-2.0 | 0.20-0.35 | 余量 |
3、性能特點(diǎn)
高溫性能：
工作溫度范圍：500-550℃（優(yōu)于TC4的300℃）。
550℃下持久強(qiáng)度≥430 MPa（100h）。
力學(xué)性能（棒材熱處理后）：
抗拉強(qiáng)度：≥1030 MPa。
延伸率：≥9%。
斷裂韌性（KIC）：≥70 MPa·m1/2。
物理性能：
密度：4.48 g/cm3。
線膨脹系數(shù)（20-600℃）：9.5×10??/℃。
疲勞性能：旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限（10?周次）≥500 MPa。
4、制造工藝
熔煉：三次真空自耗電弧熔煉（VAR），控制氧含量≤0.15%。
鍛造：β相區(qū)開坯（1000-1050℃），α+β兩相區(qū)終鍛（920-950℃）。
熱處理：雙重退火（950℃/1h空冷 + 530℃/6h空冷）。
機(jī)加工：數(shù)控車削/磨削，表面粗糙度Ra≤0.8 μm（航空級(jí)要求）。
檢測(cè)：超聲波探傷（符合AMS 2631 B級(jí)）、金相組織檢查（等軸α+β轉(zhuǎn)變組織）。
5、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
國內(nèi)：GB/T 2965-2018《鈦及鈦合金棒材》（航空級(jí)補(bǔ)充要求）。
國際：
AMS 4986（美標(biāo)航空用TC11棒材）。
ГОСТ 19807-91（俄標(biāo)等效牌號(hào)BT9）。
行業(yè)規(guī)范：航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB 7237-95（TC11鍛件技術(shù)條件）。
6、與航空其他鈦合金棒的對(duì)比
| 牌號(hào) | 類型 | 最高工作溫度 | 典型強(qiáng)度（MPa） | 主要應(yīng)用 |
| TC11 | α-β型 | 550℃ | 1030-1100 | 發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)葉片/盤 |
| TC4 | α-β型 | 300℃ | 895-930 | 機(jī)身結(jié)構(gòu)件、低溫部件 |
| TA15 | 近α型 | 500℃ | 980-1030 | 飛機(jī)防火墻、高溫艙壁 |
| TB6 | β型 | 300℃ | 1100-1250 | 超高強(qiáng)度緊固件、彈簧 |
差異總結(jié)：
TC11 vs TC4：TC11通過添加Mo、Zr、Si提升高溫性能，但冷加工性較差。
TC11 vs TA15：TA15含更高Al（6.0-7.5%）和少量V，焊接性更優(yōu)，但熱強(qiáng)性略低。
TC11 vs TB6：TB6為β型合金，室溫強(qiáng)度更高，但高溫穩(wěn)定性差。
7、優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
高溫強(qiáng)度與抗蠕變能力突出，適合長(zhǎng)期高溫服役。
抗熱鹽應(yīng)力腐蝕（SCC）性能優(yōu)于鎳基合金。
缺點(diǎn)：
加工硬化傾向強(qiáng)，需專用刀具（如金剛石涂層刀片）。
成本高昂（約TC4的1.5倍）。
8、未來應(yīng)用前景
新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)：
推重比10以上發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)整體葉盤（Blisk）。
短艙高溫連接結(jié)構(gòu)（替代Inconel 718）。
空天飛行器：可重復(fù)使用航天器熱防護(hù)系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)。
增材制造：激光沉積成形（LMD）修復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片。
9、選購方法
資質(zhì)審查：供應(yīng)商需具備NADCAP熱處理及NDT認(rèn)證。
材料證書：要求提供熔煉爐號(hào)、熱處理批次的全譜化學(xué)成分報(bào)告。
性能驗(yàn)證：
高溫持久試驗(yàn)（550℃/520 MPa/100h不斷裂）。
高低周疲勞測(cè)試（按HB 5443標(biāo)準(zhǔn)）。
成本優(yōu)化：優(yōu)先選擇國產(chǎn)TC11（價(jià)格比進(jìn)口AMS 4986低20-30%）。
10、使用注意事項(xiàng)
加工控制：
避免β相區(qū)過熱（＞1050℃）導(dǎo)致晶粒粗化。
切削時(shí)使用高濃度乳化液冷卻，防止粘刀。
裝配限制：
禁止與鍍鎘鋼件直接接觸（防止鎘脆）。
螺栓連接需采用Ti-6Al-4V墊圈，避免電偶腐蝕。
維護(hù)要求：
每500飛行小時(shí)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面微裂紋（熒光滲透檢測(cè)）。
返修焊接需采用Ti-62222S焊絲，焊后真空退火。
典型應(yīng)用案例
中國WS-10發(fā)動(dòng)機(jī)：3級(jí)高壓壓氣機(jī)葉片采用TC11，壽命達(dá)8000小時(shí)。
C919客機(jī)：APU（輔助動(dòng)力裝置）高溫管路連接件。
SpaceX星艦：液氧管路支撐結(jié)構(gòu)（低溫-183℃至高溫循環(huán)工況）。
TC11鈦合金棒是航空高溫部件的核心材料，其性能與工藝控制直接關(guān)系到飛行安全。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)向更高推重比發(fā)展，TC11將逐步替代部分鎳基合金，但需持續(xù)優(yōu)化成本與加工技術(shù)。選購時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循航空標(biāo)準(zhǔn)，注重全生命周期性能驗(yàn)證。
