高溫鈦合金的優(yōu)異特性分析

鈦合金具有一些優(yōu)良的特性：強(qiáng)度高、耐腐性好、無(wú)磁性、焊接性能良好等，還有超導(dǎo)性、貯氫、記憶性等一系列的優(yōu)點(diǎn)。鈦合金在航天航空、軍事工業(yè)、海洋開(kāi)發(fā)和石油化工等一些尖端領(lǐng)域被廣泛使用。

高溫鈦合金因其具有優(yōu)良的高溫耐熱性和高強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)中，包括風(fēng)扇盤(pán)、葉片、壓氣機(jī)盤(pán)等。世界上研發(fā)高溫鈦合金的國(guó)家主要有美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、中國(guó)等，其中美國(guó)技術(shù)最為先進(jìn)。

全世界首次合成的高溫鈦合金是Ti-6Al-4V，使用溫度是300-350℃，后續(xù)陸續(xù)研發(fā)了使用溫度更高的鈦合金。如400℃的IMI500、BT3-1，450-500℃的IMI679、IMI685、Ti-6242、 Ti-6246等。這些都已經(jīng)在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)中使用。

近期，國(guó)外科學(xué)家把主要研究方向放在采用快速凝固或粉末冶金技術(shù)，利用纖維或顆粒物增強(qiáng)復(fù)合材料的性能研制新型的高溫鈦合金上，這樣在溫度達(dá)到650℃上也可使用。美國(guó)的麥道公司采用此種技術(shù)研制出一種純度高、致密性高的鈦合金，在760℃下的強(qiáng)度相當(dāng)于常溫下使用的鈦合金強(qiáng)度。

此外，SiCf/Ti復(fù)合材料和TiAl材料是新一代高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的兩種關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，世界上先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)此也非常重視。目前，美國(guó)ARC公司采用SiC纖維/金屬絲編織條帶與Ti粉熱壓復(fù)合工藝制作了直徑17.8cm的模擬葉環(huán)和F119發(fā)動(dòng)機(jī)矢量噴管驅(qū)動(dòng)器傳動(dòng)活塞桿。普惠公司制備了PW4084SiCf/Ti風(fēng)扇葉片典型件。

伴隨著世界航空、航天的發(fā)展，對(duì)材料提出越來(lái)越高的要求，高溫鈦合金的研究將是一個(gè)熱門(mén)而又永久的課題。