TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展

第２３卷第４期焊接学报

ｖ０１．２３Ｎ。．４

２ＯＯ２年８月ＴＲＡＮＳＡＣｎ０ＮＳ０ＦＴＨＥＣＨⅡＮＡＷＥＵ）ＩＮＧＩＮＳＴＴ兀】１１０ＮＡｕｇｕＢｔ２００２ＴｊＡｌ金属问化合物及其连接技术的研究进展

何鹏，冯吉才，韩杰才，钱乙余

（哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室。哈尔滨１５０００１）

摘要：近年来，叫金属间化台物由于其密度小、硬度大、耐高温、具有优良的抗氯化

舱力等独特的性艟．因此越来越引起广泛的关注并得到了迅猛的发展。根据目前ＴＩＡｌ

金属同化合物被认为是在航空、航天飞行器等军事和民用两者都具有广泛应用前景的

高温结构材料，文中介绍了世界范围内删金属间化台物研究发展现状。咖金属间

化台物有效的运用必须耍有可靠的连接技术，因此伍Ａｌ金属同化台物的连接问题是其

实用化所要面临的问题之一。固态焊接是实现删金属问化台物连接十分有效的方

法。文中介绍了酬金属问化合物连接技术的发展现状。重点评述了Ｔｉ＾ｌ金属间化合

暂同态焊接盼研究状况，指出了需要槔人研究的问题。

关ｔ词：删盘属间化台物；周态焊接；自蔓延高韫合成反应焊接

中田分类号：Ⅱ；４０６文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—３６０ｘ（２００２）０４—８４—０３柯脯

Ｏ序言

ⅢＡｌ金属间化合物具有比重轻（约为３．８ｇ／ｃｏ）、比强度高、刚性好、良好的高温力学性能和抗氧化性等优点，被认为是一种理想的、具有研究开发应用前景的航空、航天、军事及民用的新型的高温结构材料。通过对’ｎＡｌ金属间化合物研究工作的广泛和深＾进行，其原来存在的室湿延性低，热塑性变形能力差和８５０℃以上抗氧化能力不足等缺陷，在一定程度上得到了相应解决。为此，其实用化研究提到议程上。ＴｊＡｌ金属同化合物在工程上应用，制成构件，必然要碰上连接问题，包括其自身的连接及与其它材料的连接，尤其是与金属的连接，是实际应用中最常遇到的技术问题。但到目前为止，Ｔｊ舢金属问化台物与其它金属的连接技术还鲜见报道，其研究多为初步探讨性研究，离实用彰｝段较远，而在中国这方面研究还是空白，因此开展这方面的研究．得到高力学性能组构件是有应用前景及现实意义的。

ｌＴｉＡｌ金属间化合物研究发展现状

早在１９５６年，美国科学家就揭示了Ｔ认ｌ金属间化合物作为高温结构材料的应用潜力（表１‘。３列出了ｎＡｌ金属间化台物与其它高温结构材料的性能比较），指出ＴｉＡｌ金属向化合物具有密度低、强度

收稿日期：２∞１一１１一１９

高、良好的抗氧化性及抗蟠变能力等优点。是一种具有潜力的轻质高温结构材料。２０世纪８０年代初，美国ｗｒｉｇ｝Ｉｔ—ｐ毗ｅｍｎ空军基地宇航材料研究室的ＢｈｃｋｂｕｍＭＪ【２１等人申请了一项专利．他们通过添加少量的合金元寨Ｖ．使ＴｉＡｌ的室温延性提高到１．５％，从而使ｍｌ金属问化台物的研究迸人了一个新的阶段。１９８４年，美国国家材料咨询局（ＮＭＡＢ）向美国政府陈述了一篇长达１０９页的报告，详细阐述了’ｒｉＡｌ及其它几种金属问化台物的性质，特别是此类材料在国防工业中的应用潜力，这一报告立即得到了美国能源部、海军、空军和宇航局以及许多大公司的重视及大力支持口】。在美国宇航局近年制定的宇航计划（ＮＡＳＰ）、高温发动机材料技术发展计划（ＨｒｒＥＭＰ）以及宇航局和国防部联合实行的一项发展高性能军用飞机发动机的计划中，均将砸Ａｌ有序合金作为优先发展的材料。该报告公开后，使’ｒｉＡｌ金属间化合物的研究在世界范围内掀起了一次新的高潮。

美国环球发展公司以Ｔｉ一４８ｍ一２ｃｒ一２Ｎｂ（原子分数，％）所取得的进展为基础，于１９９３年和１９９４年在ｃ硒一８０ｃ２发动机的低压涡轮叶片上成功地完成了试验，在１９９３年完成了１０００次相似的飞行周期，并在１９９４年完成了５００余次拆卸一再装配，在试验中．没有发现叶片的损坏。公司目前正在从事ｃＥ９０Ｔｉ舢金属问化台物叶片的计曼『，用于巨大的新型商业７７７飞机的发动机，该计划包括由美国

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