Grade 1 钛合金（工业纯钛）技术规格书

Grade 1 是国际通用的 α 型工业纯钛 基础牌号，对应德国 DIN 标准 3.7025（非 3.7055，此前 3.7055 对应 Grade 2 低氧变种）、中国国标 TA1、ISO 标准 Ti-PO1，以极致的塑性、优异的耐腐蚀性和极低的杂质含量为核心特点，是工业纯钛中强度最低但加工性能最优的型号。以下是结构化技术数据：

一、核心化学成分（质量分数，%）

元素

含量范围（ASTM B265/B348 标准）

作用说明

Ti（钛） 余量（≥99.5%） 合金基体，保证基础性能

Fe（铁） ≤0.20 严格控制的杂质元素，避免影响塑性

O（氧） ≤0.18 间隙元素，含量最低，最大程度保留塑性

C（碳） ≤0.08 杂质控制，防止形成硬质碳化物

N（氮） ≤0.03 严格限制，避免产生脆性相

H（氢） ≤0.015 防氢脆，确保结构安全性

其他杂质 ≤0.30（单元素≤0.10） 总量控制，保证极高纯度

二、关键物理性能

性能指标

数值范围

测试条件

密度 4.50 g/cm³ 20℃

熔点范围 1668~1675℃ —

导热系数 22.2 W/(m·K) 20℃

比热容 520 J/(kg·K) 20℃

线膨胀系数 8.5×10⁻⁶ /℃ 20~100℃

弹性模量 108 GPa 20℃，拉伸状态

泊松比 0.33 20℃

电阻率 0.40×10⁻⁶ Ω·m 20℃

磁性 非磁性 —

最高服役温度 450℃（长期） —

三、机械性能（退火态，常规使用状态）

性能指标

数值范围

测试标准参考

抗拉强度（σb） 275~450 MPa ASTM B265/B348、GB/T 228.1

屈服强度（σ0.2） ≥170 MPa —

伸长率（δ5） ≥28% —

断面收缩率（ψ） ≥35% —

硬度（HB） 100~130 —

冲击韧性（αk） ≥40 J/cm² 室温，U 型缺口

疲劳强度（σ-1） ~140 MPa（10⁷次循环） 光滑试样，室温

断裂韧性（KIC） ≥120 MPa·m¹/² 室温

四、耐腐蚀性能

腐蚀环境

腐蚀速率（mm / 年）

适用性评价

室温海水 ＜0.0005 极优异，海洋工程首选

10% 盐酸（室温） ＜0.005 良好，短期耐受

60% 硝酸（室温） ＜0.0005 极优异，化工设备适配

30% 氢氧化钠（室温） ＜0.003 稳定耐受

潮湿氯气（室温） ＜0.001 极优异，化工防腐适用

400℃高温空气 ＜0.005（氧化速率） 长期稳定，高温环境适配

氢氟酸（任意浓度） 快速腐蚀 严格禁用

浓盐酸（≥37%，室温） ＞0.08 慎用，需防腐涂层

人体体液（37℃） 无腐蚀 生物相容性极佳

五、关键工艺参数

1. 热处理工艺

工艺类型

参数设置

目的与效果

完全退火 600~650℃×1~2h，随炉缓冷至 300℃以下空冷 消除加工应力，稳定组织，最大化塑性

去应力退火 450~500℃×1~1.5h，空冷 消除焊接 / 冷加工残留应力

去氢处理 250~300℃×2~4h，真空 / 惰性气体保护 降低氢含量，防止氢脆

2. 加工性能要点

加工方式

核心参数与注意事项

冷加工 塑性极佳，可进行深度折弯、冲压、拉伸、轧制（薄板厚度可至 0.1mm 以下）；累积变形量可达 60% 以上；无需特殊刀具，常规高速钢 / 硬质合金刀具即可

热加工 热加工温度 700~800℃；需在惰性气体或涂层保护下进行，避免高温氧化；终锻温度≥650℃，防止晶粒粗大

机械加工 切削难度极低（质地最软的工业纯钛）；切削速度推荐 150~250m/min，进给量 0.15~0.35mm/r；充分冷却即可，无需专用切削液

焊接 焊接性能极佳，可采用 TIG 焊、MIG 焊、等离子焊；保护气体为高纯氩气（纯度≥99.99%）；焊后接头性能与母材一致，无需后续热处理

表面处理 可采用阳极氧化、电化学抛光；避免酸洗（易吸氢）；表面氧化膜致密，无需额外防腐处理即可长期使用

六、国际牌号对照

标准体系

牌号 / 编号

等效性说明

中国（GB/T） TA1 完全等效，化学成分与性能一致

德国（DIN） 3.7025 核心成分一致，性能完全匹配

俄罗斯（GOST） VT1-00 成分相近，机械性能匹配

国际（ISO） Ti-PO1（ISO 5832-2） 国际统一编号

欧洲（EN） Ti Grade 1（EN 3492） 与 ASTM Grade 1 完全兼容

日本（JIS） Ti Grade 1（JIS H4600） 参照 ASTM 标准制定

七、典型应用场景

化工与海洋工程：稀酸 / 碱输送管道、精密化工反应器衬里、海水淡化设备薄壁部件、深海探测器密封件；

医疗领域：牙科种植体基台、人工耳蜗外壳、手术器械（需高塑性弯曲成型）、生物传感器外壳（生物相容性 + 高纯度）；

航空航天：飞机机舱内部装饰件、低温燃料储罐衬里、航天器轻量化非承力部件；

高端制造：精密仪器外壳、电子设备散热片（导热性较好）、高端手表壳 / 表带、食品加工设备（符合卫生标准）；

低温工程：液氮 / 液氧储存容器衬里（低温韧性极佳，-253℃下无脆性转变）。

八、材料选型与替代要点

性能定位：Grade 1 是工业纯钛中塑性最优、强度最低的型号，适合需深度加工（如复杂冲压、薄壁成型）但对强度要求不高的场景；

等级对比：与 Grade 2（TA2/3.7035）相比，Grade 1 纯度更高、塑性更好，但强度低约 20%，成本略高；

替代原则：需更高强度可选 Grade 2，需更高耐蚀性（如医疗植入）可选 Grade 1 ELI（超低间隙版本，氧≤0.12%），需低成本可选工业纯钛 TA0（Grade 0）；

环境限制：避免在氢氟酸、浓盐酸等强还原性介质中使用；

加工注意：冷加工后无需频繁退火，可一次完成大变形量加工；焊接后无需热处理，接头性能稳定。