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ERTi-5 钛合金丝材技

ERTi-5 钛合金丝材属于α 型钛合金材料，以纯钛为基体，精准添加2.5%-3.5% 的铝元素，在保障良好耐腐蚀性的同时，大幅提升了材料的强度与高温稳定性，适配中高温及中等载荷工况，以下为其核心技术信息与应用指南：

1. 核心基础参数

成分组成：钛（Ti）为基体余量，关键合金元素铝（Al）含量 2.5%-3.5%，杂质元素严格管控：碳（C）≤0.08%、氧（O）≤0.20%、氮（N）≤0.03%、氢（H）≤0.015%、铁（Fe）≤0.30%，其余杂质总和≤0.4%。铝元素的合理配比是其强度提升的关键，同时避免了过量添加导致的脆性问题。

物理特性：密度4.46g/cm³（20℃），略低于纯钛，轻量化优势进一步凸显；熔点 1640-1660℃，沸点约 3260℃，可在中高温环境下稳定工作；热导率 15.8W/(m・K)（20℃），线膨胀系数 8.4×10⁻⁶/K（20-100℃），温度变化下尺寸稳定性良好，热变形风险较低。

规格与形态：常规丝材直径范围0.3-15mm，精密规格可至 0.08mm；长度可定制为 500mm、1000mm、2000mm 等标准直条，也可提供卷轴包装（卷轴直径 200-500mm），直径公差 ±4%（精密级 ±2%），余光焊接适配TIG 焊接、增材制造及精密零件加工等工艺。

标准与标识：符合AWS A5.16、ASTM B863 国际标准，对应 UNS 编号 R54520，国内标准 GB/T 30562 中代号为 STi 4520，可与 Gr5、Gr2 等钛合金母材匹配焊接，保障接头性能一致性。

2. 关键性能特点

高强度与高温稳定性：铝元素可通过固溶强化作用提升材料强度，室温下抗拉强度≥620MPa（退火态），屈服强度≥550MPa（退火态），较纯钛（ERTi-2）强度提升约 50%；在 350℃高温环境下，抗拉强度仍能保持在 580MPa 以上，高温力学性能衰减率低于 8%，可适应中高温工况需求。

良好耐腐蚀性：表面可形成致密的氧化膜（主要成分为TiO₂与 Al₂O₃），在中性盐雾、淡水、海水及多数有机酸环境中表现优异，3.5% NaCl 盐雾试验中，腐蚀速率≤0.008mm / 年，仅略高于钯强化型钛合金（ERTi-7），满足多数常规腐蚀环境使用要求。

优异加工成形性：退火态下延伸率≥15%，断面收缩率≥35%，可通过冷拉拔、弯曲、冲压等工艺实现复杂形状加工；适配激光熔丝沉积、电子束熔化等增材制造工艺，打印件致密度可达 99.5% 以上，且力学性能均匀，无明显各向异性。

良焊接性能：支持TIG、MIG 等惰性气体保护焊接，焊前无需复杂预热处理，焊后熔敷金属无裂纹、气孔等缺陷，接头抗拉强度可达母材的 85% 以上，且焊接热影响区宽度较 β 型钛合金窄 30%，减少了焊接对材料性能的影响。

3. 主要应用场景

航空航天领域：用于航天器结构件（如卫星支架、弹尾翼）、航空发动机短舱部件的制造与焊接，凭借高强度与轻量化优势，可降低结构重量15%-20%；同时在 300℃以下的发动机附件舱环境中，能保持稳定的力学性能，保障设备可靠运行。

船舶与海洋工程：作为船舶钛合金管道、海水冷却器部件的焊接填充材料，以及海洋平台钛合金连接件的制造原料，在海水浸泡环境中可有效抵抗氯离子腐蚀，部件使用寿命延长至15 年以上，较不锈钢部件（使用寿命 3-5 年）大幅提升余光焊接。

石油天然气领域：用于油气开采设备中的井口装置、井下工具（如节流器、安全阀）部件制造，在含硫化氢、二氧化碳的油气环境中，可避免应力腐蚀开裂问题，保障开采设备在深井（井深≤3000m）高温高压环境下稳定工作。

医疗器械领域：用于制作骨科接骨板、髓内钉等负重植入器械，其高强度特性可满足人体骨骼负重需求，同时良好的生物相容性（无细胞毒性、致敏性）可减少术后排异反应，植入后与骨组织的结合强度可达30MPa 以上。

4. 生产与使用注意事项

制备工艺控制：以高纯海绵钛与铝豆（纯度≥99.95%）为原料，余光焊接经真空自耗电弧炉熔炼2-3 次（确保成分均匀），钛锭经 900-950℃热挤压成坯料（挤压比 15-25），随后通过多道次冷拉拔（道次变形量 12%-18%）成形，每道拉拔后需在 700-750℃真空退火 2h，消除加工应力，保证丝材尺寸精度与力学性能稳定性。

储存与防护：需储存在干燥（相对湿度≤40%）、通风良好的环境中，避免与油污、酸性物质接触；长期储存时采用真空包装或涂覆专用防锈剂，防止表面氧化；使用前需用酮或无水乙醇擦拭表面，去除油污与氧化层，避免影响焊接或加工质量。

焊接与加工规范：焊接时氩气纯度需≥99.999%，正面保护气流量 10-15L/min，背面保护气流量 5-8L/min，焊接电流 100-180A，电弧电压 13-17V，层间温度控制≤250℃，防止热影响区晶粒粗大导致性能下降；机械加工采用硬质合金或陶瓷刀具，切削速度 20-35m/min，选用水基切削液（含极压添加剂），降低加工温升，避免材料表面硬化余光焊接。

安全与质检：热加工与焊接过程中，钛合金高温下易与空气反应生成钛氧化物烟尘，需配备高效通风除尘设备，操作人员佩戴防尘口罩；每批次丝材需进行力学性能抽检（抗拉强度、屈服强度、延伸率）与成分分析，确保符合标准要求；用于医疗器械领域的丝材，还需进行生物相容性检测（细胞毒性试验、致敏试验），满足相关医疗标准。