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、葉片、壓氣機(jī)盤等。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)熱門而又永久的課題。
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