GR2特性强度与重量比上佳，并可在高温环境下保持不变属于纯钛中硬度更低、韧性更高的等级

在氧化和轻度还原环境中具有抗腐蚀性可成型性良好。

 

钛及钛合金是一种具有极高的比强度、良好的耐腐蚀性、优异的耐热性和无

毒无磁性的结构材料，广泛用于航空航天、石油化工、医疗和军事等领域。作为

重要的金属加工技术，焊接是一种高效、高质量的连接方法，可以有效降低材料

消耗和结构质量。在钛及钛合金的加工生产过程中，焊接技术具有着越来越重要

的地位。

TA2钛合金管物理参数
密度	4.51 g/cm³	0.163 lb/in³
熔点	1670°C	3040°F
膨胀系数	8.6 μm/m °C (20 – 100 °C)	4.8 x 10-6 in/in °F (70 – 212 °F)
弹性模数	105 – 120 kN/mm²	15230 – 17400 ksi

 

钛合金的组织分类和焊接性

钛及钛合金在化学分类中具有两种同素异形体，即为 α 和 β 两种，当加热温

度达到 882.5℃时纯钛将产生相变。当温度高于 882.5℃时，为体心立方晶格的 β

相，当温度低于 882.5℃时，为密排六方晶格的 α 相。目前，中国的钛合金牌号分类中将钛合金分为三种类型，TA 代表 α 型钛，TB 代表 α+β 型钛，而 TC 则代表 β型钛。

钛合金中常见的显微组织大致可分为四类，其结构特征如下：

（1）等轴组织：一般在加热至 β 相变温度以下后，通过进行退火和再结晶形

成。α 相均匀分布且含量超过 50％，并且一定量的转变 β 组织分布在 α 相的基体上。这种类型的组织由于其良好的整体性能而被广泛使用。

 

2）篮网组织：在变形过程中，原始 β 晶粒边界被不同程度地破坏，并且在

β 转变基体上呈篮网状交错编织分布着片状 α 组织。该结构具有良好的抗冲击性， 抗蠕变性和热强性，但是由于“β 脆性”效应，其塑性和热稳定性较差。

 

3）片层组织：这种类型的组织是通过在 β 相区中加热后，在不变形或轻微

变形的条件下缓慢冷却形成的。其原始组织由具有完整晶界 α 相以及原始晶粒较为粗大的 β 相构成。α 晶核首先在晶粒的边缘形成，然后向晶体 β 中生长，形成带状的 α 束集，在同一束集内，α 片层相互平行并取向相同。该组织断裂韧性高，但塑性极低。

 

4）双态组织：通过在略低于转变温度 β 的温度下进行热变形或热处理获得。

此时 α 相的形态分别为呈等轴状的一种为初生 α 相和存在于周边 β 组织中的次生 α 相。两种状态的组织兼顾了等轴组织和片状组织的优点。

钛合金属于难焊金属，其焊接特性归纳为以下几点：

（1）焊接接头区的脆化。钛及钛合金在常温条件下比较稳定，但高温下钛合

金有很强的吸氢、氮、氧的能力，在焊接接头区形成脆性化合物从而降低接头的

韧性和塑性。

2）焊接裂纹。钛及钛合金焊接时具有较窄的结晶温度区间，不易形成低熔

点共晶，且焊接凝固时收缩量小，因此热裂纹敏感性低。当焊缝中氧、氮含量较

高时，焊缝变脆，氢含量增加时会产生延迟裂纹。

 

3）焊接气孔率高。氢气孔是钛合金焊接接头中常见的气孔缺陷，分布在焊

接接头熔合线附近，其主要原因，一方面是熔合线温度低于熔池，致使氢向边缘

扩散；另一方面是熔池边缘凝固时氢的溶解度降低形成气泡。