TC6合金是一种综合性能良好的马氏体型 α-β 两相钛合金，其名义成分为Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si，含有 α 稳定元素AI、同晶型 β 稳定元素Mo和共析型 β 稳定元素Cr、Fe和Si，β稳定系数 Kp=0.6。该合金的使用状态一般为退火状态，也可进行适当的强化热处理。TC6合金具有较高的室温强度，比TC4合金高85MPa，而且在450℃以下有良好的热强性能。该合金还具有优良的热加工工艺性能，变形抗力小，塑性高；可以进行焊接和各种方式的机械加工。

TC6合金主要用来制造航空发动机的压气机盘和叶片等零件，能在400℃以下长时间工作6000h 以上和在450℃工作2000h以下。该合金还可作为中强合金用来制造飞机的隔框、接头等承力结构件及不同用途的紧固件。生产的半成品主要有棒材、锻件及模锻件等。

TC6热处理制度

1）普通退火

800-850℃，1-2h，空冷。

2）等温退火

在870-950℃范围内选定退火温度，典型的等温退火制度是870℃，1-2h，炉冷到550-650℃或转移到炉温为550-650℃的另一炉中，保温2h，空冷。一般用于截面≤50mm。

3）双重退火

在870-950℃范围内选定退火温度，典型的双重退火制度是880℃，1-2h，空冷+550-600℃，2-5h，空冷。一般用于截面大于50mm。

4）固溶处理

在840-900℃范围内选定固溶处理温度，典型的固溶处理制度是850℃，lh，水淬。

5）时效

时效在500-620℃范围内选定时效温度，典型的时效制度是550℃，1-4h，空冷。

TC6熔炼与铸造工艺

制造棒材和锻件用的铸锭应经过两次以上真空自耗电极电弧炉熔炼。选用 氧含量不大于0.08%的0-1级小颗粒海绵钛，含钼量为50%的Al-Mo中间合金和含硅量为10%的 Al-Si中间合金以及工业级铁丝或铁粒。

应特别注意电极块的布料方式，保证各种合金元素在电极块中的分布均勻性。自耗电极的焊接采用氩气保护等离子焊接方法，严禁使用钨极氩弧焊。一次真空熔炼时的绝对压强应不大于1.3Pa。最后一次重熔可以在真空中或氩气气氛中进行。熔炼结束前必须进行热封顶操作。

TC6应用概况与特殊要求

该合金是俄罗斯较成熟和应用广泛的钛合金。我国早已在航空发动机上批量使用该合金制造承力卡箍、作动筒筒体、尾杆等航空零件，并在歼击机上开始用于制造承力结构件。

TC6抗氧化性能

TC6合金在400℃下长时间热暴露后，表面生成很薄的金黄色氧化膜，能对 金属起保护作用。当温度升高时，此氧化膜变厚。温度高于550℃后氧化严重，氧向金属内部扩散使表面形成硬化层（α层）。

TC6耐腐蚀性能

TC6合金具有较高的耐腐蚀能力，优于不锈钢。只有在浓度较高的硫酸、盐 酸和正磷酸中才能发生反应；在硝酸中反应很微弱；在海水中不受腐蚀；即使浓度很低也易于反应受腐蚀。

TC6焊接性能

TC6合金可应用于焊接结构，一般采用钨极氩弧焊和电子束焊。但由于该合金属于髙合金化的 α-β 型钛合金，对于焊接中的热循环反应较大，所以焊缝及其邻近区，可能发生不利的组织与性能变化，需要采用专门的热处理来消除或减小这种变化的影响。

TC6零件热处理工艺

1）保温时间

零件进行热处理时，保温时间按最大截面来确定：小于10mm时保温时间不超过 30min;10-50mm为 30-60min;大于 50mm 为 1-2h。

2）零件的放置

当进行多个大零件热处理时，零件不允许堆放，相互之间应留有一定的间隙，并保证整个零件都处在炉膛的均热区。

3）零件的冷却

进行等温退火时，如果零件太大，应采用转炉或幵炉门冷却，以免由于冷却速度过慢使金相组织粗大。进行双重退火时，第一次加热后的空冷，零件必须分散冷却，以免由于冷却速度太慢而影响组织性能（特别是降低抗拉强度）。

4）淬透性

零件截面尺寸为40-60mm时，可通过固溶时效处理达到有效的强化。

5）零件的清理

在空气炉中加热，温度超过550℃时，热处理后的零件均应进行喷砂、酸洗或机械加工以清除表面氧化皮。

TC6切削加工

该合金能够顺利进行切削加工。但由于钛合金的导热率低，切削时从零件上带走的热量较少，使刀头温度升高，加快了刀具的磨损；另外，切削时剪切角比较大，刀尖上的单位面积压力增大，也促使刀具磨损。因此，在切削过程中必须注意几点：切削速度低，比一般钢要低50%；切削深度和走刀量应适当加大；充分使用冷却液；合理地选用刀具材料和几何参数，并及时更换刀具。

TC6磨削加工

该合金能够进行磨削加工，但由于磨面硬化性强，加工性差，容易产生烧伤和挤裂现象，砂轮极易磨损。采用Q7S-1切削液使加工性有所改善，并能进行内孔磨加工，其表面粗糙度值为 0.8μm。