TC31高温钛合金｜650℃级α+β热强钛合金材料解析

在航空发动机热端构件领域，普通TC4、TA15钛合金长期使用温度大多局限在500℃以内，难以满足更高温度工况的承力需求。

TC31属于国产α+β型高温热强钛合金，牌号Ti‑6.5Al‑3Sn‑3Zr‑3Nb‑3Mo‑1W‑0.2Si，依靠多元素固溶强化+硅化物弥散强化，

可实现650℃长期服役，是国内航空装备重点选用的新型高温钛合金材料。

现场实拍：

一、TC31名义成分与执行标准

TC31钛合金主要合金元素为铝、锡、锆、铌、钼、钨、硅，钛为基体余量。

执行标准：

GB/T 3620.1‑2016 钛及钛合号和化学成分

GB/T 3620.2‑2016 化学成分允许偏差

GB/T 2965‑2023 钛及钛合金棒材

GJB 2218A‑2018 航空用钛合金棒材锻坯，可按照航材专项技术协议生产供货。

二、金相组织特点

TC31通过锻造温度与热处理制度调控两种典型金相组织：

1、两相区锻造+双重退火：双态组织，初生等轴α+β转变基体，强塑性匹配好，疲劳性能；

2、β相区锻造处理：网篮组织，针状α相互交织，高温持久、抗蠕变性能突出，多用于高温承力零部件。

硅化物在晶界弥散析出，提升高温组织稳定性，抑制高温下晶粒长大。

三、核心物理与力学性能（双重退火态典型参考）

• 密度：4.60g/cm³

• 弹性模量：118GPa

• 长期工作温度：600‑650℃，短时最高700℃，无磁性

• 室温抗拉强度≥1020MPa，屈服强度≥930MPa，伸长率≥9%

• 650℃高温抗拉强度≥640MPa，高温持久、抗蠕变、抗疲劳性能。

四、锻造加工工艺特点

TC31铸锭采用真空自耗电弧多次熔炼，保证材质纯净度；

高温开坯打碎铸造粗晶，随后两相区多火次控温镦拔锻造细化晶粒；

经真空双重退火稳定组织，成品可做超声波探伤，去除内部缺陷；

材料可锻造、车削加工，具备一定焊接性能，适合制作大型焊接承力构件。

五、主要应用场景

1、航空发动机压气机零部件、高温机匣、热端承力结构件；

2、航空航天飞行器650℃级别高温承力构件；

3、也可作为3D打印高温钛基板母材使用。

4、舰船动力高温耐热部件；

六、选材注意事项

选型时需要明确使用温度、组织要求（网篮/双态）、探伤等级，同时确认炉批号、材质报告，高温钛合金对氧、氢杂质含量管控要求严格。

供货信息

陕西中恒钛航材料科技有限公司（宝鸡高新区）可供应TC31钛棒、锻棒、精磨光棒，支持超声波探伤，可提供完整材质质保书；支持大批次订货，也支持小样零切、图纸定制加工。除TC31之外，同时配套供应TC30、TC32、TA12等国产高温钛合金以及锆、铌、钽稀有金属型材，服务航空、军工、化工装备领域客户。

产品包装：

随着国产装备发展，TC31高温钛合金的工程应用会持续扩大，合理把控锻造工艺与热处理制度，充分发挥网篮、双态组织各自性能优势，是材料发挥价值的关键。

原创作者：陕西中恒钛航材料科技有限公司