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钛中间合金第1部分：二元合金标准立项研究报告

EnglishTitle:ResearchReportontheStandardizationofTitaniumMasterAlloys—Part1:BinaryAlloys

摘要

随着我国航空航天、船舶制造、医疗器械等领域对高性能钛合金材料需求的日益增长，钛合金冶炼工艺的质量控制成为行业关注的核心问题。钛合金熔炼过程中，因合金元素与钛基体在熔点和密度上存在显著差异，直接添加单一元素易导致成分偏析及冶金缺陷，严重影响材料性能与安全性。目前，通过使用中间合金（尤其是二元合金）已成为优化合金成分均匀性、提升冶金质量的关键技术手段。

本报告围绕《钛中间合金第1部分：二元合金》国家标准的制定，系统阐述了其立项背景、技术必要性及主要内容。该标准旨在规范铝钒（AlV）、铝钼（AlMo）、铝锡（AlSn）等二元中间合金的牌号、化学成分、粒度、内在质量及外观质量要求，建立统一的技术指标体系。标准的实施将有效解决当前中间合金产品质量不一致、缺乏技术依据的问题，推动钛合金产业链的高质量发展，为我国高端装备制造提供材料保障。

关键词

钛中间合金；二元合金；标准制定；化学成分控制；冶金质量；钛合金熔炼

Keywords:Titaniummasteralloy;Binaryalloy;Standardization;Chemicalcompositioncontrol;Metallurgicalquality;Titaniumalloysmelting

正文

一、立项背景与意义

钛合金因其高比强度、耐腐蚀性和良好的高温性能，广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。然而，钛合金熔炼过程中存在合金元素（如钒、钼、锡等）与钛基体熔点及密度差异大的问题，直接添加纯金属易导致元素分布不均、偏析及夹杂物缺陷，严重影响合金的力学性能和服役安全性。

目前，我国已工业化应用的钛合金牌号近90种，其中以二元、三元和四元合金为主。例如，TC4（Ti-6Al-4V）、TB6（Ti-10V-2Fe-3Al）、TA15（Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr）等均需通过中间合金形式添加合金元素。二元中间合金（如AlV、AlMo、AlSn等）因成分简单、易于控制，成为应用最广泛的中间合金类型。

然而，我国尚未建立钛用中间合金的国家标准，导致产品质量参差不齐，化学成分、粒度及杂质控制缺乏统一规范。这一问题直接制约了钛合金成品的一致性和可靠性，尤其在航空发动机、航天结构件等高端领域存在潜在风险。因此，制定《钛中间合金》系列国家标准（包括二元、三元及四元合金）已成为行业迫切需求。

二、标准范围与主要技术内容

本标准适用于钛合金冶炼用二元中间合金的生产与验收，主要技术内容包括以下方面：

1.牌号规范

明确常用二元中间合金的牌号，包括但不限于：

-AlV55、AlV65、AlV75、AlV85（用于TA11、TA15、TC4等合金）

-Al60Mo（用于TA19、TC16、TC17等合金）

-Al11Si（用于TA12、TC11、TC21等合金）

-Al37Sn、Ti80Sn（用于TA7、TC9、TC17等合金）

-Ni30Mo（用于TA10合金）

-Al60Fe等

2.化学成分要求

以实际批量生产的中间合金成分为基础，明确规定各牌号中主合金元素及杂质元素的含量范围，确保成分一致性及熔炼稳定性。

3.粒度控制

根据中间合金的物理形态（颗粒状或屑状），规定其粒度分布范围，并允许少量超范围产品（不超过交付批重的4.0%），以满足不同熔炼工艺的需求。

4.内在质量要求

产品不得含有高密度夹杂物（如钨、钽等）及铁类杂质，以避免在钛合金中形成脆性相或缺陷源。

5.外观质量要求

产品表面应洁净，无目视可见的氧化膜、氮化膜及其他金属或非金属夹杂物。

此外，标准还将对试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量证明书等内容进行详细规定，确保全流程质量控制的可操作性。

参与单位介绍

主要起草单位：宝钛集团有限公司

宝钛集团有限公司是我国最大的钛及钛合金生产科研基地，承担了多项国家级钛材研发项目，参与了GB/T3620《钛及钛合金牌号和化学成分》等标准的制修订工作。公司拥有完整的钛产业链，涵盖海绵钛、熔炼、加工到终端产品制造，在中间合金制备与应用方面积累了丰富经验。此次作为《钛中间合金第1部分：二元合金》标准的主要起草单位，宝钛集团依托其技术优势和产业实践，为标准的科学性与实用性提供了坚实保障。

结论与展望

《钛中间合金第1部分：二元合金》国家标准的制定，将填补我国在该领域标准体系的空白，为中间合金的生产、验收和应用提供统一技术依据。通过规范化学成分、粒度及质量要求，可显著