TC4钛合金（名义成分为Ti-6Al-4V）是一种中等强度的α+β型两相钛合金，因其优异的综合性能成为航空航天领域应用最广泛的有色金属合金之一。本汇编系统整理了飞机用TC4钛合金的技术资料，涵盖材料特性、工艺规范、质量控制及应用实例，旨在为航空工程技术人员提供参考。

一、材料概述
TC4钛合金由美国于1954年研制成功，名义成分为6%铝、4%钒，余量为钛。铝的加入提高α相稳定性和强度，钒的加入提高β相稳定性和塑性。该合金具有密度低（约4.43 g/cm³）、比强度高、耐腐蚀性好、耐热性中等（长期工作温度可达400℃）等特点，广泛应用于飞机结构件、发动机部件和紧固件等。

二、化学成分与相组成
TC4钛合金的化学成分应符合GB/T 3620.1或AMS 4911等标准。典型化学成分（质量分数）：Al 5.5%~6.75%，V 3.5%~4.5%，Fe ≤0.30%，O ≤0.20%，C ≤0.08%，N ≤0.05%，H ≤0.015%，余量为Ti。合金在室温下由α相（密排六方）和β相（体心立方）组成，β相含量约10%~15%。通过热处理可调控两相比例和形态，优化力学性能。

三、力学性能
TC4钛合金典型室温力学性能：抗拉强度≥895 MPa，屈服强度≥825 MPa，延伸率≥10%，断面收缩率≥25%，硬度约30~35 HRC。在400℃以下具有较好的高温强度，400℃时抗拉强度仍可达600 MPa以上。疲劳性能优异，光滑试样旋转弯曲疲劳极限约500 MPa（R=-1）。断裂韧性KIC约75 MPa·m^1/2。

四、物理性能
密度4.43 g/cm³，熔点约1660℃，热导率6.7 W/(m·K)（20℃），线膨胀系数8.6×10^-6 /K（20~100℃），弹性模量110~114 GPa，泊松比0.34。电阻率约1.7 μΩ·m。无磁性。

五、工艺规范

1. 熔炼：采用真空自耗电弧炉（VAR）两次或三次熔炼，确保成分均匀、减少夹杂。
2. 锻造：β转变温度约995℃。开坯锻造在β相区进行，后续锻造在α+β相区（温度850~950℃）进行，总变形量不小于50%，以获得均匀细小的等轴组织。
3. 轧制：棒材和板材轧制温度900~950℃，轧后退火。
4. 热处理：常用退火制度为700~800℃保温1~2h，空冷。为获得较高强度可采用固溶时效：955℃固溶1h水淬，然后480~595℃时效4~8h空冷。
5. 机加工：可采用硬质合金刀具，低速大进给，充分冷却。磨削时注意防止表面污染和烧伤。
6. 焊接：可采用电子束焊、激光焊、氩弧焊等，焊后需真空退火消除应力。
7. 表面处理：阳极化、微弧氧化、喷丸等，提高耐磨性和疲劳寿命。

六、质量控制
飞机用TC4钛合金需进行严格的无损检测（超声波、X射线、荧光渗透等），确保无裂纹、夹杂等缺陷。力学性能测试按批次取样，包括拉伸、冲击、硬度、金相组织分析。化学成分和杂质元素（O、N、H、Fe）需精确控制。对于关键承力件，还需进行疲劳试验和断裂韧性测试。

七、应用实例
TC4钛合金在飞机上主要用于：机身框架、起落架部件、发动机风扇叶片和压气机盘、紧固件（螺栓、铆钉）、液压管路、蒙皮等。例如，波音787飞机中钛合金用量约占结构重量的15%，其中TC4占主导。空客A350的起落架支柱采用TC4大型锻件。国产C919飞机也大量使用TC4钛合金制造关键结构件。

八、发展趋势
随着航空工业对减重和性能要求的提高，TC4钛合金向高纯化、细晶化、大型整体化方向发展。增材制造（3D打印）TC4构件已用于飞机非承力件和部分承力件，可实现复杂形状近净成形。表面强化技术（激光冲击强化、表面纳米化）可进一步提升疲劳性能。

本汇编汇集了TC4钛合金的基础数据与工程规范，可作为飞机设计、制造和维修人员的参考资料。实际应用中应结合具体标准和工况进行验证。