1、定义
TC11（对应国际牌号Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si）是一种 中高强度α-β型钛合金，专为航空高温部件设计，具有优异的热强性和长期工作稳定性，广泛应用于航空发动机压气机叶片、盘件及高温连接件。
2、名义成分（质量分数%）
| 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、性能特点
高温性能：
工作温度范围：500-550℃（优于TC4的300℃）。
550℃下持久强度≥430 MPa（100h）。
力学性能（棒材热处理后）：
抗拉强度：≥1030 MPa。
延伸率：≥9%。
断裂韧性（KIC）：≥70 MPa·m¹/²。
物理性能：
密度：4.48 g/cm³。
线膨胀系数（20-600℃）：9.5×10⁻⁶/℃。
疲劳性能：旋转弯曲疲劳极限（10⁷周次）≥500 MPa。
4、制造工艺
熔炼：三次真空自耗电弧熔炼（VAR），控制氧含量≤0.15%。
锻造：β相区开坯（1000-1050℃），α+β两相区终锻（920-950℃）。
热处理：双重退火（950℃/1h空冷 + 530℃/6h空冷）。
机加工：数控车削/磨削，表面粗糙度Ra≤0.8 μm（航空级要求）。
检测：超声波探伤（符合AMS 2631 B级）、金相组织检查（等轴α+β转变组织）。
5、执行标准
国内：GB/T 2965-2018《钛及钛合金棒材》（航空级补充要求）。
国际：
AMS 4986（美标航空用TC11棒材）。
ГОСТ 19807-91（俄标等效牌号BT9）。
行业规范：航空工业标准HB 7237-95（TC11锻件技术条件）。
6、与航空其他钛合金棒的对比
| 牌号 | 类型 | 最高工作温度 | 典型强度（MPa） | 主要应用 |
| TC11 | α-β型 | 550℃ | 1030-1100 | 发动机高压压气机叶片/盘 |
| TC4 | α-β型 | 300℃ | 895-930 | 机身结构件、低温部件 |
| TA15 | 近α型 | 500℃ | 980-1030 | 飞机防火墙、高温舱壁 |
| TB6 | β型 | 300℃ | 1100-1250 | 超高强度紧固件、弹簧 |
差异总结：
TC11 vs TC4：TC11通过添加Mo、Zr、Si提升高温性能，但冷加工性较差。
TC11 vs TA15：TA15含更高Al（6.0-7.5%）和少量V，焊接性更优，但热强性略低。
TC11 vs TB6：TB6为β型合金，室温强度更高，但高温稳定性差。
7、优缺点
优点：
高温强度与抗蠕变能力突出，适合长期高温服役。
抗热盐应力腐蚀（SCC）性能优于镍基合金。
缺点：
加工硬化倾向强，需专用刀具（如金刚石涂层刀片）。
成本高昂（约TC4的1.5倍）。
8、未来应用前景
新一代航空发动机：
推重比10以上发动机的压气机整体叶盘（Blisk）。
短舱高温连接结构（替代Inconel 718）。
空天飞行器：可重复使用航天器热防护系统支撑结构。
增材制造：激光沉积成形（LMD）修复发动机叶片。
9、选购方法
资质审查：供应商需具备NADCAP热处理及NDT认证。
材料证书：要求提供熔炼炉号、热处理批次的全谱化学成分报告。
性能验证：
高温持久试验（550℃/520 MPa/100h不断裂）。
高低周疲劳测试（按HB 5443标准）。
成本优化：优先选择国产TC11（价格比进口AMS 4986低20-30%）。
10、使用注意事项
加工控制：
避免β相区过热（＞1050℃）导致晶粒粗化。
切削时使用高浓度乳化液冷却，防止粘刀。
装配限制：
禁止与镀镉钢件直接接触（防止镉脆）。
螺栓连接需采用Ti-6Al-4V垫圈，避免电偶腐蚀。
维护要求：
每500飞行小时检查发动机叶片表面微裂纹（荧光渗透检测）。
返修焊接需采用Ti-62222S焊丝，焊后真空退火。
典型应用案例
中国WS-10发动机：3级高压压气机叶片采用TC11，寿命达8000小时。
C919客机：APU（辅助动力装置）高温管路连接件。
SpaceX星舰：液氧管路支撑结构（低温-183℃至高温循环工况）。
TC11钛合金棒是航空高温部件的核心材料，其性能与工艺控制直接关系到飞行安全。随着航空发动机向更高推重比发展，TC11将逐步替代部分镍基合金，但需持续优化成本与加工技术。选购时应严格遵循航空标准，注重全生命周期性能验证。
