1.1.1钛合金分类

（1）按相分类

如果按照退火状态的相组成来进行分类，则可将其分为α型钛合金，α+β型钛合金以及β型钛合金三种类型，但在实际生产中，是按照钛合金从β相区淬火后的相组成以及β稳定元素的含量来进行分类的，大致可以分为四类：α型钛合金、近α型钛合金、α+β型钛合金和β型钛合金。退火组织为以α钛为基体的单相固溶体的合金称为α型钛合金，α型钛合金主要为 Ti-Al 系合金，平衡状态下主要由α相组成。这类合金焊接性能和蠕变性能良好、组织稳定性高，但塑性较差、热加工性能不好，一般用作耐热材料和耐蚀材料。我国的 TA4~TA8 钛合金都属于α型钛合金，由于α型钛合金为单相合金，不能进行热处理强化，室温强度较低，但由于其组织稳定，可以在较高温度下长期稳定工作，因此是研究新型难热钛合金的基础。目前航空工业中常用的α型钛合金主要为TA4、TA5、TA6 和 TA7，其中 TA7 合金可用来制作承力较大的钣金件；近α型钛合金的焊接性能和热稳定性能较好，并具有一定的热处理强化性能，目前在 500℃以上使用的高温钛合金几乎都是近α型钛合金；α+β型钛合金在平衡状态下其组织为α相和β相，α+β型钛合金具有中等强度，综合性能较好，热处理强化能力也不错。这种钛合金应用十分广泛，其中 Ti-6Al-4V 合金的产量占全部钛材的一半以上。α+β型钛合金的优点是可以通过调整成分，使合金中的α相和β相的性质和比例在比较宽的范围内变动以满足不同的设计和使用要求，在我国使用的钛合金中，TC10 为高强钛合金，TC6、TC8、TC9 和 TC11 热强钛合金，工作温度在 400~500℃；β型钛合金含大量稳定β相的元素（一般大于 17%），β型钛合金通常又可分为可处理β型钛合金和热稳定β型钛合金。β型钛合金通常做为高强高韧性材料使用，其一般塑性较好，但焊接性能较差。目前，稳定性β型钛合金只有用做耐蚀材料的 Ti-32Mo，工业中常用的β型钛合金是亚稳定近β型钛合金，其牌号主要有 TB1、TB2、Ti-1023 等，主要用做紧固件和飞机结构件等。

（2）按组织分类

钛合金的力学性能是由它的微观组织来决定的，而合金的化学成分、热处理过程和热加工历史决定着其微观组织。常见的钛合金显微组织类型主要有四种：等轴组织、双态组织、网篮组织以及魏氏组织。

    等轴组织中等轴α晶粒的含量大约在 40%以上，等轴组织的塑性较好，断面收缩率较高，抗疲劳性能也较好，缺点是损伤容限差，当钛合金在相变点以下 30~50℃热加工时容易形成等轴组织（图 1.1（a）），等轴组织中初生α相的含量超过 50%，并且有少量β转变组织，即析出的α相与残留β相组成的混合物。如果变形温度较低，β相中β稳定元素较多，冷却时在β相内不会析出次生α相，这时呈现的组织特征是等轴α晶粒之间有少量残留β相。如果从α+β相区以上温度以非常慢的速度冷却，那么次生α相就会沿初生α边界析出，不会在β晶内形核，与初生α相一起形成等轴组织。 双态组织中等轴α晶粒的含量小于 40%，双态组织的塑性和抗疲劳性能较好，综合性能良好，当钛合金在α+β相区上部进行热加工时容易形成双态组织（图 1.1（b）），双态组织是在β转变组织的基体上分布一定量的等轴初生α相。当从α+β相区冷却时，冷却过程析出的α相或者在β晶界上形核或者α相界面上形核然后在β晶内的晶面上形核。如果是在α界面上形核，则析出的α相与原来的α相的位向不相同，析出的α相的厚度与合金的冷却速度相关，速度越慢，厚度越厚。