铸造钛及钛合金检测项目及技术要求

铸造钛及钛合金因其优异的强度重量比、耐腐蚀性和生物相容性，在航空航天、医疗植入、化工设备等领域广泛应用。然而，铸造工艺可能导致气孔、缩松、夹杂等缺陷，直接影响材料性能。因此，系统化的检测流程成为保障铸件质量的关键环节。根据GB/T 6614-2021《钛及钛合金铸件》和ASTM B367标准要求，检测需覆盖材料成分、力学性能、微观结构及表面质量等多维度指标。

一、化学成分分析

采用直读光谱仪（OES）或电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）精确检测钛基体中Al、V、Fe、O等合金元素含量，氧当量需控制在0.30%以下。对于医用钛合金（如Ti-6Al-4V ELI），需特别监控Fe≤0.25%、O≤0.13%的限值，确保符合ISO 5832-3植入物材料标准。

二、力学性能测试

按照ASTM E8标准进行拉伸试验，铸造TA2纯钛典型指标需达到抗拉强度≥345MPa，屈服强度≥275MPa，延伸率≥20%。采用布氏硬度计（HBW 10/3000）检测时，Ti-6Al-4V合金硬度应稳定在320-360HB范围内。冲击韧性测试（ASTM E23）需使用V型缺口试样，室温下冲击功不低于25J。

三、无损检测

X射线探伤（ASTM E94）可检测Φ0.5mm以上气孔缺陷，检测灵敏度应达到2-4%。对于复杂型腔铸件，采用工业CT扫描实现三维缺陷重构，层析分辨率需≤50μm。渗透检测（ASTM E165）须选用低硫氯型荧光渗透剂，裂纹检出长度阈值为0.8mm。

四、金相组织检测

依据GB/T 5168标准制备试样，观察α相、β相分布及晶界形态。铸造Ti-6Al-4V的典型组织应为片层状α+β结构，初生α相含量控制在15-45%。使用图像分析软件定量测定β晶粒尺寸，平均值应≤200μm。电子探针（EPMA）用于检测α稳定元素（如Al）的偏析情况。

五、特殊性能检测

医疗植入物需进行ASTM F1877生物相容性测试，包括细胞毒性、致敏性等7项指标。航空铸件须通过850℃/2h高温持久试验，应力水平不低于200MPa。海水环境应用产品应进行28天盐雾试验（ASTM B117），腐蚀速率≤0.0025mm/a。

完整的铸造钛合金检测体系应包含上述核心项目，同时结合产品服役条件增加高温蠕变、疲劳寿命等专项测试。选用具备CMA/ 资质的实验室，确保检测数据满足AS9100航空质量体系或ISO 13485医疗器械标准要求。