一、TC21 各国牌号对应关系
TC21 是中国具有自主知识产权的 α+β 钛合金，性能对标国际先进双相钛合金，因成分体系独特，国外无完全等效牌号，需通过关键性能（强度、中温蠕变）匹配应用场景：
国标：TC21（GB/T 3620.1《钛及钛合金牌号和化学成分》），α+β 双相钛合金代表牌号，Al 5.5-6.5%、Sn 1.8-2.5%、Zr 1.8-2.5%、Mo 2.8-3.5%、Cr 0.8-1.5%、Nb 1.8-2.5%，是国内航空航天高端装备的核心选材；
美标：无完全对应牌号，工业中常参考 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo（Grade 12，UNS R58120）或 Ti-10V-2Fe-3Al（Grade 23，UNS R58230），但 Grade 12 强度略低（室温抗拉强度≈1000MPa），Grade 23 中温性能弱于 TC21，需通过成分微调（添加 Nb）适配；
德标 / 欧盟标：无直接对应牌号，参考 Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.25Si（DIN EN 10088-4 牌号 3.7185），但该牌号不含 Cr、Nb，中温强度与耐蚀性均不及 TC21，仅可用于低应力中温场景；
俄标：无等效牌号，俄罗斯类似高性能钛合金（如 BT23）成分以 Ti-Al-Zr-Mo 为主，不含 Cr、Nb，室温强度≤1050MPa，中温性能与 TC21 存在差距；
日标：JIS H4600 中无对应牌号，高端场景需直接采用 TC21 或参考美标 Grade 23 并调整成分（添加 1.5-2.0% Nb），通过中温蠕变测试（600℃×100h 蠕变强度≥550MPa）验证适用性。
二、各国具体生产标准
TC21 生产标准以中国国标为核心，围绕 “超高强度” 与 “中温稳定性” 制定，国外无专属标准，需参考同类钛合金标准并补充 TC21 技术要求：
中国：
成分：Ti 余量，Al 5.5-6.5%，Sn 1.8-2.5%，Zr 1.8-2.5%，Mo 2.8-3.5%，Cr 0.8-1.5%，Nb 1.8-2.5%，Fe≤0.20%，C≤0.08%，O≤0.15%，N≤0.04%，H≤0.012%；
力学性能（热处理态：固溶 + 时效）：室温抗拉强度≥1100MPa、屈服强度≥1000MPa、伸长率≥8%、断面收缩率≥15%；600℃抗拉强度≥750MPa、屈服强度≥650MPa，600℃蠕变强度（100h）≥550MPa；
热处理：标准工艺为 “固溶（950-980℃，保温 1-2h，水冷）+ 时效（520-580℃，保温 6-10h，空冷）”，可通过调整时效温度（如 550℃×8h）进一步提升中温强度。
核心标准：GB/T 3620.1（钛及钛合金牌号和化学成分）、GB/T 2965（钛及钛合金棒材）、GB/T 16598（钛及钛合金锻件）、GB/T 3624（钛及钛合金无缝管）、HB/Z 205（航空用 TC21 钛合金热处理工艺）、GB/T 35065（增材制造用钛合金粉末）；
关键指标：
美国：
成分调整：在 Grade 23 基础上添加 Nb 1.8-2.5%、Zr 1.8-2.5%；
力学性能：室温抗拉强度≥1080MPa，600℃抗拉强度≥720MPa，600℃蠕变强度（100h）≥520MPa；
无损检测：航空级锻件需 100% 超声波探伤（UT，检测等级≥ASTM A609 1 级）+ 射线探伤（RT，符合 ASTM E94 1 级）。
参考标准：ASTM B348（钛及钛合金棒材）、ASTM B861（钛及钛合金锻件），无 TC21 专属标准，需基于 Grade 23 补充技术要求；
推荐指标（适配 TC21 性能）：
欧盟：
成分：Al 5.5-6.5%，Mo 2.8-3.5%，Cr 0.8-1.5%，Nb 1.8-2.5%；
力学性能：室温抗拉强度≥1050MPa，600℃弯曲测试（弯曲半径 5× 壁厚，无裂纹）；
腐蚀性能：3.5% NaCl 溶液中性盐雾测试（1000h，腐蚀速率≤0.001mm / 年）。
参考标准：EN 10088-4（不锈钢和耐热钢 第 4 部分：钛合金）、EN 10269（高温合金锻件），需参考 3.7185 牌号并提升 Mo、Cr、Nb 含量；
核心要求（适配 TC21 场景）：
日本：
执行标准：JIS H4600（钛及钛合金板材、带材）、JIS H4601（钛及钛合金棒材），无对应牌号，需直接采用中国 TC21 标准或定制成分；
关键指标：参照中国国标，侧重精密加工精度（冷轧板厚度公差 ±0.02mm，平面度≤0.3mm/m），适配精密器械场景。
三、各国生产核心差异
TC21 以中国生产工艺为核心，美、欧、日因无完全等效牌号，需通过调整同类钛合金工艺适配，差异主要体现在 “多元素均匀性控制” 与 “中温组织调控” 上：
1. 熔炼与加工工艺：多元素协同与中温性能保障
TC21 的核心技术是 “通过高精度熔炼控制多元素（Al、Sn、Zr、Mo、Cr、Nb）均匀性，通过锻造与热处理调控 α/β 相比例（α 相 65-75%，β 相 25-35%），实现超高强度与中温稳定性平衡”，各国工艺路线差异显著：
中国：
熔炼工艺：真空自耗电弧炉（VAR）“四次熔炼”，严格控制熔炼真空度（≤1×10⁻⁴ Pa）与电极成分均匀性，确保 Mo、Cr、Nb 等难熔元素分布偏差≤0.03%，Al、Sn、Zr 波动≤0.05%，避免元素偏析导致的局部脆性；
加工与热处理：采用 “β 区锻造（980-1020℃）+ 等温锻造（850-900℃）+ 双重时效（540℃×4h 空冷 + 560℃×4h 空冷）”，获得 “细小等轴 α+β 组织”（α 相粒径 1-3μm，β 相均匀包裹 α 相），600℃蠕变断裂时间≥1500h（550MPa 载荷），室温冲击功≥35J，适配航空发动机核心承力部件；
优化点：针对大型锻件（如直径≥1000mm 涡轮盘），采用 “分段控温锻造 + 局部等温处理”，确保锻件不同区域 600℃抗拉强度波动≤3%，解决大尺寸构件组织不均问题。
美国：
熔炼工艺：VAR 三次熔炼 + 电子束冷床熔炼（EBCHM），基于 Grade 23 成分调整（添加 Zr 1.8-2.5%、Nb 1.8-2.5%），侧重去除杂质（Fe≤0.15%，O≤0.14%），提升材质韧性（室温冲击功≥32J）；
加工工艺：采用 “α+β 区锻造（900-930℃）+ 单级时效（550℃×8h 空冷）”，α 相呈条状分布，室温抗拉强度≥1080MPa，600℃蠕变强度（100h）≥520MPa，适配航空 “非核心高强度部件”（如机身辅助框架），但中温蠕变寿命比 TC21 低 20-25%；
局限：多元素均匀性略逊于中国四次熔炼工艺，Mo、Nb 局部偏析风险较高。
欧盟：
熔炼工艺：VAR 二次熔炼 + 真空脱气，基于 3.7185 牌号提升 Mo（2.8-3.5%）、Cr（0.8-1.5%）含量，Nb 需额外添加（1.8-2.5%），元素波动≤0.1%；
加工工艺：侧重 “大型板材生产”，热轧温度 920-950℃，退火温度 750℃×3h 空冷，室温抗拉强度≥1050MPa，600℃抗拉强度≥700MPa，适配工业燃气轮机 “中温结构件”（如过渡段），但因无 Sn 元素，中温抗蠕变性能弱于 TC21（600℃蠕变强度≤500MPa）。
日本：
熔炼工艺：VAR 三次熔炼 + 等离子体净化，参考 TC21 成分但降低 Cr 含量（0.5-1.0%），提升冷加工性能，O 含量控制≤0.12%，H≤0.008%；
加工工艺：“精密冷轧 + 低温固溶（930℃×1h 水冷）+ 时效（530℃×6h 空冷）”，冷轧板表面粗糙度 Ra≤0.2μm，尺寸公差 ±0.01mm，适配精密医疗器械（如高强度植入体），但室温强度≤1050MPa，无法满足航空超高强度需求。
2. 成分控制：多元素精度决定性能上限
TC21 成分核心是 “六元元素协同强化”，Al 提升常温 / 中温强度，Sn/Zr 改善抗蠕变性能，Mo/Cr 提升 β 相稳定性与耐蚀性，Nb 细化晶粒并增强中温韧性，各国控制精度差异直接影响性能：
中国：
控制精度最高：Al（5.5-6.5%，公差 ±0.05%），Sn（1.8-2.5%，公差 ±0.05%），Zr（1.8-2.5%，公差 ±0.05%），Mo（2.8-3.5%，公差 ±0.03%），Cr（0.8-1.5%，公差 ±0.03%），Nb（1.8-2.5%，公差 ±0.03%）；
优势：多元素均匀性好，β 相变温度稳定（约 950℃），淬火后 α 相析出均匀，无粗大脆性相（如 Ti₃Al、TiC），600℃晶间腐蚀速率≤0.0015mm / 年，中高温性能波动极小，适配航空航天 “长期高可靠性” 需求。
美国：
成分调整：基于 Grade 23 添加 Zr（1.8-2.5%，公差 ±0.1%）、Nb（1.8-2.5%，公差 ±0.1%），Mo 含量提升至 2.8-3.5%（公差 ±0.1%）；
特点：Fe 含量控制更严（≤0.15%），减少高温下 TiFe 脆性相析出，但 Sn 元素缺失（Grade 23 不含 Sn），中温抗蠕变性能下降 15-20%。
欧盟：
成分平衡：无 Sn 元素，需通过提升 Zr 含量（2.0-2.8%）补偿抗蠕变性能，Mo（2.8-3.5%，公差 ±0.1%），Cr（0.8-1.5%，公差 ±0.1%）；
局限：Sn 缺失导致 600℃以上强度衰减较快（650℃抗拉强度≤650MPa），仅适配 600℃以下中温场景。
日本：
精密控制：O 含量≤0.12%（公差 ±0.01%），H≤0.008%，但 Cr 含量降低（0.5-1.0%），耐蚀性下降（3.5% NaCl 溶液腐蚀速率≥0.002mm / 年），仅适配低腐蚀精密场景。
3. 检验侧重：贴合航空高端场景的针对性验证
TC21 检验以中国航空标准为核心，聚焦 “超高强度、中温蠕变、可靠性”，国外检验需参考同类标准补充关键项目：
中国：
航空航天导向测试：① 全温度范围力学性能测试（25℃-650℃，每 50℃ 检测抗拉强度 / 屈服强度，波动≤5%）；② 600℃长期蠕变测试（550MPa 载荷，1000h 蠕变变形量≤0.3%）；③ 热疲劳测试（600℃-20℃冷热循环 150 次，无裂纹）；④ 微观组织检测（α 相粒径 1-3μm，无元素偏析，脆性相含量≤0.5%）；⑤ 大型锻件 100% UT+RT + 渗透检测（PT），内部缺陷≤φ0.3mm，表面缺陷深度≤0.1mm；
可靠性测试：批量化产品力学性能一致性偏差≤3%，疲劳寿命（10⁷ 次循环，应力比 R=0.1）≥580MPa。
美国：
适配测试：① 600℃短期蠕变测试（580MPa 载荷，100h 变形量≤0.5%）；② 室温 - 500℃疲劳测试（10⁷ 次循环，疲劳强度≥520MPa）；③ 成分光谱分析（Mo、Nb 含量每批次 100% 检测）；④ 锻件 UT 探伤（检测等级≥ASTM A609 2 级）。
欧盟：
工业导向测试：① 600℃弯曲测试（弯曲半径 5× 壁厚，180° 无裂纹）；② 550℃抗氧化测试（静态空气暴露 1000h，氧化增重≤0.12g/cm²）；③ 焊接接头性能测试（600℃抗拉强度≥650MPa）。
日本：
精密场景测试：① 尺寸精度检测（冷轧板厚度公差 ±0.01mm，平面度≤0.2mm/m）；② 表面质量检测（缺陷≤1 个 /m，划痕深度≤0.005mm）；③ 生物相容性测试（金属离子溶出量≤0.08μg/cm²・day）。
