TC1（Ti2Al1.5Mn）百科

TC1（对应旧牌号Ti2Al1.5Mn）是一种具有代表性的低强度、高塑性、可焊接的α型钛合金。它属于中国国标（GB/T 3620.1）中的TA系列（α型钛合金），是应用非常广泛的钛合金之一。

其牌号中的“Ti-2Al-1.5Mn”大致表示了其主要合金成分（实际成分范围见下），但在工程上通常直接称为TC1。

核心特性详解

TC1的本质是在工业纯钛的基础上，通过添加铝（Al）和锰（Mn）进行固溶强化，从而在保持良好的塑性、焊接性和冷成型性的前提下，适当提高了强度。其特性可以归纳为以下几个关键点：

1. 力学性能特点（在退火状态下）：

中低强度，高塑性：其室温抗拉强度（约600-800 MPa）高于工业纯钛（TA1、TA2等），但远低于高强度的TC4（Ti-6Al-4V，约900 MPa以上）。同时，它保持了很高的延伸率（通常≥20%）和优异的冲击韧性。

良好的热稳定性：作为α型合金，在高温下组织稳定，蠕变性能优于（α+β）型合金如TC4，可在350-400°C下长期工作。

2. 工艺性能优异：

出色的冷、热成型性：因其高塑性，非常适合进行冷冲压、弯曲、胀形等复杂形状的成型。

优异的可焊性：所有常规焊接方法（氩弧焊、等离子焊、电子束焊等）都适用，焊接接头强度系数高，焊缝区塑性好，焊接裂纹倾向低。这是它区别于许多（α+β）型合金（如TC4焊接性稍差）的一大优势。

不可热处理强化：TC1是单相α固溶体合金，只能通过冷加工进行强化，不能像TC4那样通过淬火+时效进行热处理强化。通常以退火状态交付和使用。

3. 综合性能平衡：

比强度高：虽然强度在钛合金中偏低，但相比铝合金和不锈钢，其比强度（强度/密度）仍有显著优势。

耐腐蚀性优良：继承了钛合金固有的优良耐蚀性，尤其在氧化性介质和海洋大气环境中。

典型化学成分（重量百分比，%）

铝 (Al)：1.0 ~ 2.5

锰 (Mn)：0.7 ~ 2.0

钛 (Ti)：余量

杂质元素（如Fe、C、N、O等）有严格控制。

主要应用领域

基于其“高塑性、可焊接、中强度”的特性，TC1主要用于对成型性和焊接性要求高、对绝对强度要求不是最高的结构件：

航空航天：飞机蒙皮、隔热罩、舱门、各种焊接导管和钣金结构件。

船舶制造：舰船上的耐压管道、非承力外壳等。

化工设备：各类换热器、反应器壳体等要求成型和焊接的耐蚀部件。

汽车及消费品：赛车排气系统、高档自行车架、高尔夫球头等。

与常见钛合金的对比

vs. 工业纯钛（如TA2）：强度更高，同时保持了大部分塑性，性价比高。

vs. TC4 (Ti-6Al-4V)：强度较低，但塑性、成型性和焊接性更好，且成本通常更低。TC4用于主承力结构（如飞机起落架、发动机叶片），而TC1用于次承力或复杂形状件。

vs. TA15 (Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V)：TA15是一种近α型合金，热强性更好，用于500°C左右的高温部件，但成型性不及TC1。

总结

TC1是一种“承上启下”的经典钛合金。 它填补了工业纯钛强度不足和高强钛合金（如TC4）成型焊接困难之间的空白。其核心优势在于优异的综合工艺性能（尤其是冷成型和焊接）与良好的力学、耐蚀性能的平衡，使其成为航空航天和工业领域中复杂钣金焊接构件的首选材料之一。