在標(biāo)準(zhǔn)GB/T15073中，屬于（α+β）型鑄造鈦合金的有ZTC4和ZTC21。
在（α+β）型鑄造鈦合金中，鋁是主合金化元素，鋁在鈦中主要溶于α固溶體，少量溶于β相。在室溫下鋁在α－Ti中的溶解度達7%，故有明顯的固溶強化效果。鋁還能提高鈦合金的熱穩(wěn)定性和彈性模數(shù)模量，Ti-Al合金的密度小，所以鋁是鈦合金中重要的合金元素，也是典型的α穩(wěn)定元素。
但是，也不應(yīng)忽視其他輔助強化元素和雜質(zhì)元素以及有關(guān)工藝措施的影響作用：
（1）其他輔助強化元素的影響作用
釩 釩與β－Ti屬于同晶元素，具有β穩(wěn)定化作用。釩在β－Ti中無限固溶，而在α－Ti中也有一定的固溶度，具有顯著的固溶強化作用，在提高合金強度的同時，能保持良好的塑性，此外，釩還能提高鈦合金的熱穩(wěn)定性。
鉬 鉬在鈦合金中的性質(zhì)和作用與釩相似。
鈮 鈮在鈦合金中的性質(zhì)和作用與釩、鉬相似。
錫 錫屬于中性元素，在α－Ti和β－Ti中都有較大的固溶度。錫具有有效的強化作用，在提高合金強度的同時，不明顯降低塑性，此外，還能提高合金的抗蠕變能力，是耐熱鈦合金中主要的合金元素之一。
（2）雜質(zhì)元素的影響作用
（α+β）型鑄造鈦合金中的雜質(zhì)元素主要有0、N、H、C、Fe和Si，它們的有害作用如下：
O 是鈦合金的主要雜質(zhì)元素，它與Ti形成間隙型固溶體，引起晶格畸變，因而使合金的塑性降低。但它在降低性能方面的作用不劇烈，因而在鈦合金中氧的允許含量可達0.15%。
N 作用與氧相同，降低合金的塑性，其作用比氧劇烈，因此氮的允許含量比氧低，不超過0.04%～0.05%。
C 與氧和氮相似，也是間隙型雜質(zhì)元素之一。碳的存在使合金的塑性顯著降低。在鈦合金中碳的允許含量為0.1%。
H 是雜質(zhì)元素中most有害的元素，氫能使鈦變脆，稱為氫脆。造成氫脆的原因是在鈦或鈦合金的凝固和冷卻過程中，氫的溶解度大大降低，因而促使氫以TiH2化合物形態(tài)析出。這是一種脆性的片狀化合物，沿晶界析出，從而使合金的韌性降低。氫在純鈦中的固溶度很小，0.007%的含量即足以使鈦變脆。氫在鈦合金中的固溶度比在純鈦中大得多，因而鈦合金中氫的允許含量也較高。在鈦合金的兩種固溶體α和β中，氫在β相的固溶度大于在α相中的固溶度，因此氫在α鈦合金中的危害比在β鈦合金中要大。為了避免氫脆，在α鈦合金中氫的允許含量為0.01%～0.015%。
Fe 也是鈦合金中常見的雜質(zhì)元素。鐵與鈦形成置換型固溶體，也降低合金的塑性。但其作用較幾種間隙型雜質(zhì)元素小，在鈦合金中鐵的允許含量為0.3%。
Si 當(dāng)鈦合金中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.2%時，僅固溶于α相或β相中，造成晶格畸變，降低合金的塑性。當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.2%時，除固溶外，還與鈦形成Ti5Si3，析出在晶界上，阻止合金在受力時沿晶面產(chǎn)生的滑移。提高鈦合金抗蠕變的能力。因此在少數(shù)鈦合金中作為合金元素使用，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達0.4%。
（3）有關(guān)工藝措施的影響作用
（α+β）型鑄造鈦合金是同時加入α穩(wěn)定元素和β穩(wěn)定元素，使α和β相都得到強化，這類合金的性能特點是常溫強化、耐熱強度及塑性比較好，并可進行熱處理強化，但合金組織不夠穩(wěn)定，且焊接性能不如α鈦合金。
ZTC4合金是（α+β）型鑄造鈦合金的典型。合金中ωAl5.5%～6.8%、ωV3.5%～4.5%，鑄態(tài)顯微組織為粗晶的魏氏體，其中α相與β相以層狀交替重疊。經(jīng)過退火后的顯微組織是以α為基體，在基體之間分布著短桿狀和點狀的β相，β相的數(shù)量約占7%～10%。ZTC4合金兼有良好的強度和塑性，經(jīng)過退火（750～800℃保溫1h，空冷）處理后，合金的力學(xué)性能為：σb950MPa、σ0.2858 MPa、δ10%。當(dāng)合金用于鑄制較薄的鑄件時，還可進行固溶和時效處理，以進一步提高其性能。合金經(jīng)800～850℃固溶處理1h，水淬，然后450～550℃時效2～4h后，其強度可比退火狀態(tài)提高約20%～25%,但塑性則相應(yīng)有所降低。
| 【上一個】 鑄造低合金鋼中不應(yīng)忽視對硼含量及其有關(guān)工藝性問題的控制 | 【下一個】 在鑄造鋅合金中輔助強化元素和雜質(zhì)元素以及有關(guān)工藝措施的影響作用 |