TC4 的 400℃ 以上为什么不是它的战场？

TC4 的使用温区是 −250~400℃，超过 400℃ 之后热强性与抗氧化都不再有优势，应改选更高合金化的钛材或镍基合金。这支两相钛合金含铝 5.5%~6.75%、钒 3.5%~4.5%、铁不超过 0.3%、氧不超过 0.2%，余量为钛，密度 4.43 g/cm³，弹性模量约 110 GPa，热导率约 7 W/(m·K),β 转变温度约 990~995℃。

400℃ 之后发生什么

钛在高温下与氧、氮、氢的反应速度加快：400℃ 以上明显吸氧吸氮，表面形成硬脆的富氧层，塑性与疲劳性能下降；600℃ 以上吸氢显著，氢化物析出导致氢脆。同时 α 相的蠕变抗力不足，长时间承载会缓慢变形。这些变化不是靠表面涂层能完全解决的，因为基体的热强性本身就不够。

低温侧为什么反而好

在 −250℃ 一侧，TC4 仍保持较好的韧性，可用于深冷容器与低温结构。但密排六方的 α 相在低温下塑性储备不如奥氏体不锈钢，焊接接头与应力集中处要格外注意。低温设备的焊缝应做冲击试验，取样要覆盖热影响区，不能只测母材。

退火与固溶时效怎么选

完全退火取 700~800℃、保温后空冷，得到稳定均衡的两相组织，兼顾强度与加工性；固溶时效要在 β 转变点以下的 α+β 区（约 950~980℃）加热后快冷，再经 480~560℃ 时效，强度明显高于退火态、塑性略降。越过转变点会晶粒粗化，性能下降且无法通过后续热处理挽回。

氧为什么必须单独约定

氧是强间隙强化元素，含量略升就抬高强度、压低塑性与断裂韧性，而且成品阶段无法调整。退火态抗拉约 900~1000 MPa，氧偏高时抗拉可能更高，但延伸率与冲击功下降，零件的安全余量被吃掉。对塑性要求高的件，技术条件里应单独写氧上限，而不是只写牌号。

切削与成形

弹性模量只有钢的一半，切削时工件让刀明显、容易振动，必须用刚性好的机床与锋利的刀具；热导率约 7 W/（m·K），切削热集中在刃口，冷却要充分。成形方面，室温成形能力有限，复杂件宜热成形或分道次成形，成形后必须退火消除应力与加工硬化。

焊接保护

400℃ 以上吸氧吸氮、600℃ 以上吸氢，所以熔池、热影响区与背面都要全程惰性气体保护：拖罩跟随焊枪，背面充氩，直到冷却到 400℃ 以下才撤气。焊缝颜色是判断保护好坏的直接依据，银白或淡金色可接受，蓝色、紫色、灰色说明保护不足，需要局部去除或整段返工。

采购与复验条款

核六项：成分（铝、钒、铁、氧与氢）、交货状态（退火或固溶时效）、力学（注明取样方向）、高低倍组织、表面与尺寸、以及无损检验。牌号与成分按 GB/T 3620.1，产品标准可引 ASTM B265 Gr5 板材、B348 Gr5 棒锻件，航空件对照 AMS 4911 与 AMS 4928，植入级用 F136。高温工况若确需用钛，应先索取该温度下的持久与蠕变数据，没有数据就不能按常温强度折算许用应力。