TC4钛合金

TC4钛合金是由美国于1954年研制成功的 α-β 型钛合金，含有6%的 α 稳定元素和4%的 β 稳定元素 V。TC4钛合金名义成分的铝当量为7.0，钼当量为2.9，退火状态含10%-15% β 相。Al 在Ti-Al-V 系中通过固溶强化 α 相提高合金的室温强度和热强性能，而 V是钛合金中既能提高强度又能改善塑性的少数合金元素之一。V 对钛合金塑性的有利影响，是因为它不像大多数合金元素那样增大 α 态晶格 c/a 轴的比值，而是减少该比值，从而提高 α 相的形成，避免在长时间使用过程中出现合金脆化。

TC4钛合金的主要特点是优异的综合性能和良好的工艺性能。TC4钛合金具有中等室温强度和高温强度，良好的蠕变抗力和热稳定性，较高的抗疲劳性能和海水中的裂纹扩展抗力，以及令人满意的断裂韧性和抗热盐应力腐蚀性能，对氢的敏感性也比TC2、TC1合金小，适合于制造-196~450℃较宽的温度范围内工作的各种零件，特别是采用损伤容限制原则设计的零部件。TC4钛合金还具有优良的工艺塑性和超塑性，适合于用各种压力加工方法进行成形，并采用各种方式进行焊接和机械加工。

TC4钛合金的主要半成品形式为棒材、锻件、薄板、厚板、型材和丝材等，也用于铸件（ZTC4）。

TC4ELI钛合金

TC4ELI 是 TC4 的改进型，其主要区别是不同的 Al 含量和较低的间隙元素 Fe、N、H、O 的含量。

TC4ELI钛合金以其生物相容性良好、弹性模量低、密度低、防腐性能好、无毒、屈服强度高、疲劳寿命长、室温下塑性较大、易成形等优点而成为医用外科植入物的理想材料。医用TC4ELI钛合金板材主要用于颅骨修复、接骨等方面，这对其强度、疲劳寿命、塑性等有更高的要求。

钛合金是以钛元素为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：钛是同属素异构体，熔点为1668℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α-钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β-钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及组分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（titanium alloys）。

TC4 ELI钛合金在TC4合金的基础上，降低了间隙元素C，O，N和杂质元素Fe的含量，强度有所降低，但可显著提高容韧性。TC4 ELI具有较好的塑性、韧性、良好的焊接性能及低温使用性能，广泛应用于低温工程、医疗、舰船及飞行器等重要领域。

TC4合金可在普通环境或者高温环境下使用，TC4ELI合金可在超低温环境下使用

TC4钛合金与TC4ELI钛合金相近牌号有：T-6A-4V/Grade 5（美国牌号），BT 6（俄罗斯牌号）、IMI 318（英国牌号）、TiAI6V4（德国牌号）。

医疗设备制造在人体内因外伤、肿瘤造成的骨、关节损伤，采用钛及钛合金制造人工关节，接骨板和螺钉，现已广泛应用于临床。还用于髋关节（包括股骨头）、膝关节、肘关节、掌指关节、指间关节、下颌骨、人造椎体（脊柱矫形器）、心脏起博器外壳、人工心脏（心形瓣膜）、人工种植牙、钛镍牙齿正畸器以及钛网在头盖骨整形方面等。

钛及钛合金由于比强度高、生物相容性和耐体液腐蚀性好等特点，正日益受到重视。

Ti 6Al-4V ELI 是 Ti 6Al-4V 组织间隙较小的一款牌号，由此可以达到最大韧性，适用于海水和低温环境。这款牌号的合金通常在退火状态进行使用。Ti 6Al-4V 在医疗植入领域是一个较好的选择材料。

生产工艺为：在900-120华氏度1-4小时中弛力退火、空冷。双重退火，圆棒和锻件的工艺为：在50-100的华氏度beta转变温度下固溶退火，至少保持1小时后空冷，之后在1300-1400华氏度重新加热，保持至少1小时后，空冷。弛力退火适合在焊接后进行。