航空航天用新型钛合金的研究发展及应用
钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析
钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析1.航空航天领域：钛及钛合金由于其高强度、低密度、优良的耐高温性能以及抗腐蚀等特点，成为航空航天领域的首选材料。
钛及钛合金主要应用于飞机结构、发动机零部件、航空发动机叶片等领域。
随着航空航天工业的不断发展，钛及钛合金在该领域的应用将继续扩大，其中以高性能钛合金的研究和应用为发展方向。
2.船舶建造领域：钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性能和高强度，是一种理想的船体结构材料。
目前，钛及钛合金主要应用于海洋工程船舶、潜水器材和海洋石油平台等领域。
未来，钛及钛合金在船舶建造领域的应用将继续扩展，如用于制造更大型、更轻量化的船体结构，以提高航行能力和燃油效率。
3.化工领域：钛及钛合金具有优异的耐腐蚀性能，在化工领域得到了广泛应用。
钛及钛合金制成的设备可以用于储存、输送和处理腐蚀性介质，如强酸、强碱等。
此外，钛及钛合金还可用于制造化学反应器、换热器和蒸发器等设备。
未来，随着化工行业的不断发展和技术升级，对耐腐蚀性能更为优良的钛合金的需求将大幅增加。
4.制药领域：钛及钛合金在制药领域的应用主要是制造药品容器、反应器和输送管道等设备。
钛及钛合金具有良好的生物相容性，不会与药品发生反应，且不会污染药品。
随着人们对高质量医疗产品要求的增加，钛及钛合金在制药领域的应用将得到进一步改进和推广，尤其在一次性使用的医疗设备中。
5.汽车领域：钛及钛合金具有优异的强度重量比和耐腐蚀性能，可用于制造汽车结构部件和发动机零部件，如车身、悬挂系统、排气管等。
目前，钛及钛合金在汽车领域的应用主要集中在高端豪华车型上，但随着钛合金制造技术的进一步发展和成本的降低，预计在未来几年内钛及钛合金将在大众汽车中得到更广泛的应用。
综上所述，钛及钛合金在航空航天、船舶建造、化工、制药、汽车等领域均具有广泛应用前景。
随着科技进步和工艺改进，钛及钛合金的性能将进一步提升，应用领域将得到进一步扩展。
同时，钛合金材料的成本与采购难度仍然是制约其广泛应用的因素，因此，降低成本和提高生产工艺的研究也是今后发展的重点。
先进航空钛合金材料研究进展
先进航空钛合金材料研究进展摘要：钛及钛合金具有良好的综合性能，在航空航天、石油化工、生物医学、环境保护等领域的应用都很广泛，有较高的比强度，良好的耐腐蚀、耐高温等性能，在金属材料王国中被称为“全能金属”，是继铁、铝之后极具发展前景的“第三金属”和“战略金属”，作为高性能航空航天结构的关键材料，其性能对飞行器结构、质量、效率、服役可靠性和使用寿命都具有重要的作用。
基于此，文章对先进航空钛合金材料研究进展进行了分析，以供参考。
关键词：航空材料；钛合金；应用研究1钛合金材料的特点分析钛合金作为应用广泛的结构材料，比铝、钢强度高，而且在海水中有较好的抗腐蚀和耐低温的性能。
目前，飞机的机架、起落架、机身蒙皮以及发动机的叶片等制造材料的选择，主要来源于钛合金及其复合材料，基于钛合金的发展水平，可以作为判断先进水平检测的重要指标。
随着钛合金用量的不断增加，其应用也越来越广泛。
由于钛的无毒、质轻、耐腐蚀、强度高以及较好的生物相容性等特点，可以作为植入人体的植入物和手术机械等材料；鉴于其良好的结构弹性，可以用来减轻设备的质量，提高性能，增加寿命。
例如Ti6Al4V制造的榴弹炮座，质量降低了31%，采用钛合金代替轧制均质钢，在制造坦克其它部件的过程中，减重可达420kg以上。
钛合金在航海领域也有很好的发展前景，其耐蚀性、高比强度、无磁等特性使得其在发动机、螺旋桨、声纳系统等装置的应用极为广泛。
2航空钛合金材料的应用与研究2.1高温钛合金高温钛合金的发展为航空燃气轮机推重比的研究作出了巨大贡献。
美国科学家在1954年成功研发出使用高温达到350℃的α+β两相型高温钛合金，在航空领域得到了广泛的应用。
之后，在航空科技进一步发展的指引下，具有更高使用温度、更长使用寿命的高温钛合金被世界各国相继研究。
目前，英国的IMI834、美国的Ti-1100、俄罗斯的BT18Y和BT36等高温钛合金可稳定应用于600℃以上，在T55-712及Trent700等航空发动机上被成功应用[4]。
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
近年来，钛合金作为一种新型材料，广泛应用于航空、航天、海洋、化工、医疗等领域。
本文将介绍国内外钛合金研究的发展现状及
趋势：
一、国内钛合金研究现状
国内钛合金研究起步较晚，但近年来快速发展。
在技术上已经取得了
一定的成果，研究重点集中在钛合金的制备、改性和应用等方面。
其中，还包括正交实验和贝叶斯优化等。
二、国外钛合金研究现状
国外钛合金研究历史较长，先进的加工技术和分析设备更加完善。
目前，美国、德国、日本等国家的研究机构对钛合金金属材料进行了广
泛的研究，尤其是对高强度、高温和腐蚀性能的提升等方面做出了许
多突破性进展。
三、国内外钛合金研究的发展趋势
（1）材料制备技术的提高。
采用精细制备技术的方法进行钛合金材料
的制备，降低金属内在缺陷，提高材料的物理和化学性能。
（2）材料改性研究的深化。
开展形变机制、晶粒细化和快速凝固等方
面的研究，进一步提高钛合金材料的力学性能和耐腐蚀性能。
（3）纳米级钛合金的研究。
通过纳米级的制备方法对钛合金进行研究，有望发现新的物理和化学特性，促进钛合金材料的发展。
（4）电化学合成技术的发展。
利用新型氟化剂、阴离子表面改性剂、
稀土元素等对合成过程进行优化，提高电化学合成钛合金的效率和成
本效益。
综上所述，钛合金作为一种重要的先进材料，在国内外都受到了
广泛的关注和研究，未来也有着广阔的发展前景。
钛合金的研究与开
发的不断深入，必将在航空、航天、海洋等高端应用方面发挥出更大
的作用。
国内外钛合金研究的发展现状及趋势
国内外钛合金研究的发展现状及趋势钛合金作为一种重要的结构材料，具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和优异的高温性能等特点，因此在航空航天、汽车制造、医疗器械和能源领域等众多领域有着广泛的应用。
随着技术的进步和需求的增加，钛合金研究正不断取得新的突破，呈现出以下发展现状和趋势。
一、国内外钛合金研究的发展现状1.1 国内发展现状我国钛合金研究始于20世纪50年代末，经过几十年的发展，已经取得了显著成果。
目前，我国已经建立了一批具有国际领先水平的钛合金研发和生产基地，如中国航空工业集团公司、中国船舶重工集团公司等。
同时，我国还建立了完善的钛合金材料标准体系和质量监测体系，提高了钛合金材料的质量和可靠性。
1.2 国外发展现状国外钛合金研究起步较早，已经形成了较为完善的产业体系。
美国、俄罗斯、日本和欧洲等国家和地区在钛合金研究和应用方面具有很强的实力。
这些国家和地区在钛合金材料制备、加工和应用等方面积累了丰富的经验，并取得了一系列重要的科研成果。
二、国内外钛合金研究的发展趋势2.1 新材料的研发随着科技的进步，越来越多的新材料被应用于钛合金领域。
例如，纳米材料、复合材料和多功能材料等，这些材料具有更好的性能和更广泛的应用前景。
因此，未来的钛合金研究将更加注重新材料的研发，以提高钛合金的性能和应用范围。
2.2 制备技术的创新钛合金的制备技术是钛合金研究的重要方向之一。
当前，粉末冶金、熔体冶金和快速凝固等制备技术已经取得了一定的成果。
未来，钛合金研究将更加注重制备技术的创新，以提高钛合金的制备效率和质量。
2.3 加工技术的改进钛合金的加工技术对于提高钛合金的应用性能至关重要。
目前，锻造、轧制、拉伸和挤压等加工技术已经得到广泛应用。
未来，钛合金研究将更加注重加工技术的改进，以提高钛合金的加工性能和产品质量。
2.4 应用领域的拓展随着技术的发展和需求的增加，钛合金在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域的应用将越来越广泛。
钛合金在航空制造中的应用研究
钛合金在航空制造中的应用研究随着科技的不断革新和人类对空中交通的需求不断增加，航空制造业也呈现出快速发展的态势。
而作为航空制造业中的重要材料，钛合金的应用也因此成为了研究的焦点之一。
钛合金以其轻量、高强度、高耐腐蚀性等特点，被广泛应用于航空制造中。
本文将从以下几个方面进行探讨：钛合金的基本特性、钛合金在航空制造中的应用、未来钛合金在航空制造中的发展方向。
一、钛合金的基本特性钛合金是一种由钛和其他金属元素组成的合金材料，具有轻量、高强度、耐腐蚀等特点。
钛的密度约为4.5g/cm³，是一种轻质金属，其强度却比一些常见的钢铁材料高达两倍以上。
除此之外，钛合金的耐腐蚀性也是其独特之处。
钛合金可以在大气中、海水中等各种腐蚀环境中大量使用而不损失其性质。
因此，钛合金被广泛应用于航空航天、化工、海洋工程、医疗器械等领域。
二、钛合金在航空制造中的应用钛合金在航空制造中的应用最为广泛，主要应用于飞机发动机、机身、轮胎和液压系统等方面。
具体来说，以下是钛合金在航空制造中的应用：1.飞机发动机部件：钛合金被广泛应用于飞机发动机的涡轮叶片、涡轮盘、压气机叶片、燃烧室等部件。
而且，钛合金的强度比重属于最优秀的，对于发动机要求材质的高温、高压、高速等方面，钛合金也具有很好的耐受性，可以在高温蒸汽中长期使用。
2.机身：钛合金同样也被广泛应用于飞机机身，尤其是机身骨架中的蒙皮板。
由于其轻质、强度高的特性，在不影响飞机整体强度的情况下，可以减轻飞机自身重量，提高载重能力。
而且，钛合金的耐腐蚀性也可以减少机身维护时的时间和精力。
3.轮胎部件：飞机在起降过程中，轮胎是承受巨大负荷的零部件之一。
在此方面，钛合金的强度和轻量化特性也可以体现出来。
既可以减轻轮胎的自身重量，提高承载能力，还可以减少在飞机起降过程中人工换轮胎的频率。
4.液压系统：液压系统作为飞机的重要驱动和操作体系，其液压元件对于液体压力和波动性的要求是极高的。
此时，应用钛合金制造液压元件是非常明智的选择。
钛合金的研究应用现状及其发展方向
钛合金的研究应用现状及其发展方向钛合金是以金属钛为基，加入适量的其他元素组成钛合金，其在300-600度时的比强度优于钢和铝合金。
钛的工业化生产是1948年开始的，为航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8％的增长速度发展。
目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。
使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
钛及其合金不仅大量应用在航空、航天工业，而且在化工、石油、冶金、造纸、纺织，机械仪器、能源；医疗卫生等工业中也有着十分重要的应用；在民用工业中的应用也日渐增多。
1、发展历史钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75%～85%。
其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。
2、原理钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。
钛合金的研究应用现状及其发展方向
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钛合金材料在航空航天领域中的应用研究
钛合金材料在航空航天领域中的应用研究航空航天领域是一个极具挑战性的领域，要求材料具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性和低密度等特性。
而钛合金材料正好满足这些要求，因此在航空航天领域得到了广泛应用。
本文将介绍钛合金材料在航空航天领域中的应用研究。
一、概述钛合金材料是指钛作为基本元素、加入其他合金元素制成的一类合金材料，具有优异的物理和化学性质。
钛合金材料已经得到了广泛应用，包括航空航天、医疗、运动器材、高档餐具等领域。
其中航空航天领域是钛合金材料非常重要的应用领域之一。
二、钛合金材料的应用1.航空发动机制造航空发动机是飞机的核心部件之一，具有高温、高压、高速等特点。
因此需要使用具有高强度、抗腐蚀性、高耐热性等特性的材料。
钛合金材料正好符合这些要求，可以被用于制造发动机的叶轮、轴承、进气道等重要部分。
2.航空器制造钛合金材料可以被用于制造飞机的机身、燃油箱、起落架等部分，这些部分需要具有高强度、抗腐蚀性和轻质化的特性。
使用钛合金材料制造这些部分可以减轻飞机的质量、提高飞机的飞行性能。
3.卫星制造卫星是航天探测器的一部分，需要具有较高的强度、轻质化和抗腐蚀性等特性。
钛合金材料可以被用于制造卫星的天线支架、电池支架、反推装置等部分，可以减轻卫星的总重量、提高卫星的信号传输能力。
4.宇航装备制造大型的宇航探测器需要具有强大的推力和稳定性，而这样的探测器需要使用具有高强度、耐热性、轻质化和抗腐蚀性等特性的材料。
因此，钛合金材料可以被用于制造宇航探测器的燃气轮机、传感器、反推装置等部分。
三、结论钛合金材料在航空航天领域中具有广泛应用，可以被用于制造飞机、卫星、宇航探测器等高端设备。
钛合金材料具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性和低密度等特性，这些特性使得钛合金材料成为航空航天领域中不可缺少的材料之一。
除了航空航天领域外，钛合金材料还有其他广泛的应用领域，未来钛合金材料也将继续被广泛应用于各类高端材料制造中。
钛合金在航空制造中的应用
钛合金在航空制造中的应用钛合金是由钛与其他金属元素混合而成的合金，因其优异的性能而成为了航空工业中应用最广泛的金属材料之一。
其优良的耐腐蚀性、高强度和轻质化的特点，深受航空制造业的青睐。
本文将为读者详细介绍钛合金在航空制造中的应用，从材料的特性、生产过程、应用现状以及未来发展趋势几个方面进行探讨。
材料特性钛合金具有一系列的优异性能，其中最为显著的包括高的比强度和高比弹性模量，以及优异的耐腐蚀性。
具体来说，钛合金的比强度是普通钢的两倍以上，比6061-T6铝合金高出50%以上；其比弹性模量也比钢和铝合金高出近两倍；钛合金的氧化膜能够有效防止金属表面和周围环境的反应，因此具有优异的耐腐蚀性。
此外，钛合金也具有一定的可加工性和可焊性，即能够通过冷、热加工和焊接等工艺进行加工与连接。
另外，由于钛合金的密度只有钢的一半不到，因此相同体积的材料重量能够减轻近一半，使其在航空领域更为受欢迎。
生产过程钛合金的生产过程相比铁合金要复杂的多，其主要生产方法包括冶炼法和粉末冶金法两种。
冶炼法指的是将钛矿石按一定配比加入电炉中，加入铝、锍、铁等辅助材料，以一定的温度、时间条件熔炼出合金，然后通过氧化和还原的过程，使杂质孟取除，从而获得具有所需成分的钛合金。
粉末冶金法指的是将钛合金通过化学反应生成钛合金粉末，再经过挤压、烧结等工艺制备成型件。
虽然粉末冶金法生产的合金具有杂质少、组织细致等优点，但因其成本较高，限制了其在大批量生产领域的应用。
应用现状钛合金从20世纪60年代开始被广泛应用于航空制造中，成为航空业中不可或缺的材料之一。
根据应用领域的不同，钛合金可以分为结构用钛合金、热应力用钛合金和超高强度的钛合金。
结构用钛合金应用于飞机外表面、发动机叶片、定子叶和快门等关键部位。
例如美国波音公司的787、737MAX等商用飞机都大量使用了钛合金；俄罗斯苏霍伊公司的苏-57战机也采用了大量的钛合金结构件，使该战机在减重高温抗腐蚀等方面具备优异性能；热应力用钛合金主要应用于喷气发动机高温部件，如燃气轮叶、涡轮盘和喷气发动机燃烧室内衬等，用以抵御高温和高应力环境中的腐蚀和疲劳裂纹。
航空航天钛合金研究现状
航空航天钛合金研究现状钛合金因其优越的强度、重量比和耐腐蚀性，已在航空航天应用中获得了很大的应用。
在过去的几十年中，全球的研究者们一直在不断探索如何提高钛合金的性能，并研发出更多的新型钛合金。
本文将对航空航天钛合金的研究现状进行详细的介绍。
处于耐高温钛合金研究中的主角是钛铝杂化合金，其中的带子钛合金因其成分调配灵活、微观组织调控便捷、性能范围宽广受到广泛的关注。
目前，与传统的铝合金相比，钛合金有更好的强度和硬度，但成本更高。
因此，研究者正在寻找一种更便宜、更高效的方法来制造高性能的钛合金。
在钛合金的焊接研究方面，研究者们发现，常规的熔焊方法容易导致焊缝区的力学性能下降，特别是韧性显著降低。
为了解决这个问题，他们利用激光和电子束焊接进行了大量的研究，希望通过这些方法提高焊接质量。
在钛合金的加工研究方面，研究者们发现，钛合金的加工难度较大，加工成本也较高。
目前，很多研究者正在开展高效、低成本的钛合金加工技术研究，包括新型切削液、切削参数优化、高效切削工艺等。
在航空航天应用中，研究者正在对钛合金的微观结构和性能进行深入研究，希望通过改进材料的微观结构和性能，提高飞机和火箭的性能。
目前，这方面的主要研究包括：提高钛合金的强度和韧性，降低钛合金的密度，提高钛合金的耐热性，提高钛合金的环境适应性。
未来，随着航空航天工业的发展，对钛合金的需求将继续增长。
然而，钛合金的生产和加工成本仍然很高，这限制了其在航空航天工业中的应用。
针对这个问题，研究者们正在寻找新的方法和技术来降低钛合金的生产和加工成本，提高钛合金的性价比。
同时，随着新材料技术的发展，未来可能会出现能替代钛合金的新材料。
因此，钛合金研究也面临着增强钛合金的竞争力、提高钛合金的性能、拓宽钛合金的应用领域等新的挑战。
总的来说，虽然钛合金在航空航天应用中有着广阔的前景，但要实现这个前景，还需要在钛合金的研发、生产和应用等方面进行进一步的研究和开发。
如果能成功的话，钛合金将在未来的航空航天工业中发挥更重要的作用。
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30CrMnSiA
密度/ 103 kg#m- 3
4. 65
室温拉伸强度/ MPa
\1105
比强度
\238
300 e 拉伸强度/ MPa
1005
断裂韧性/ MPa#m1/2
\60
疲劳极限/ MPa
K t= 1, R = 0. 1, N = 107
735
K t= 3, R = 0. 1, N = 107
其他
10. 0 20. 0 20. 0 20. 9 20. 0 10. 6 12. 1 9. 0 10. 0 21. 0 1. 0 11. 0 10. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0
表 2 Ti1023 与 T-i 6A-l 4V 和 30CrMnSiA 的力学性能对比
性能
Ti1023
T-i 6A-l 4V
3 钛铝化合物为基的钛合金
与一般钛合金相比, 钛铝化合物为基 的 Ti3Al ( A2) 和 T iAl( C) 金属间化合物的最大优点是高温性 能好 ( 它们的最高使用温度分别为 816 和 982 e ) 、 抗氧化能力强、抗蠕变性能好 ( 见图 1) [ 9] 和重量轻 ( 它们的密度与钛合金相当, 只有镍基高温合金的 1/ 2) , 这些优点使其成为未来航空用发动机及飞机 结构件最具竞争力的材料。
另外, 美国钛金属公司 T imet 分部研制成的一 种新型抗氧 化、超高 强钛合 金 B21S ( T-i 15Mo- 3A-l 217Nb-0. 2Si) , 在 649 e 具有良好的抗氧化性能, 可 在 540 e 下长期工作; 冷、热加工性能优良, 可制成 厚度为 0. 064 mm 的箔材, 冷轧变形量达 75% 左右,
进一步提高这些合金的工作温度往往受到蠕变 温度、组织稳定性和表面抗氧化能力的限制。美国 冶金学家用 0. 5% ~ 1% Ta ( 质量分数) 代替 IMI834 合金中的 Nb, 称为 IMI834-Ta。IMI834-Ta 合金的高 温性能与 IMI834 几乎相同, 600 e 时屈服强度达 580 MPa、蠕变性能高于 IMI834。另外, 在合金中添加硅 和铁是至关重 要的问题, 硅 能有效地 改变蠕变 强 度; 相反, 增加铁含量对蠕变强度却有致命影响, 铁含量必须控制在 0. 015% 以下。减少偏析程度和 夹杂物, 对提高高温合金的性能有明显的作用。近 几年国外把采用快速凝固/ 粉末冶金技术研制钛合 金作为高温钛合金的发展方向, 使钛合金的使用温 度可提高到 650 e 以上。美国麦道公司采用这种技 术成功地研制出一种高纯度、高致密性钛合金, 在 760 e 下其强度相当于目前室温下使用的钛合金强 度[ 8] 。
第 24 卷 第 3 期 Vol. 24 l . 3
稀 有金属
CHINESE JOURNAL OF RARE METALS
2000 年 5 月 May 2000
航空航天用新型钛合金的研究发展及应用X
钱九红
( 北京有色金属研究总院科技信息研究所, 北京 100088)
摘 要: 从高强高韧 B 型钛合金 ( Ti1023, Ti153, B21S, SP- 700 和 BT - 22) 、高 温钛合 金
341
注: K t ) 缺口系数; R ) 缺口圆角半径; N ) 周次
4. 51 \895 \198 690 ~ 55
539 258
7. 75 \1080 \139
955 ~ 80
329
2 19
不需要中间退火; 已被美国国家宇航局 ( NASA) 确 定用作碳化硅/ 钛复合材料的基体材料, 并将用于 美国国家 航空航天飞机 ( NASP ) 的机 身和机翼 壁 板。日本钢管公司 ( NKK) 研制成功的 SP- 700 ( T-i 415A-l 3V- 2Mo-2Fe) 钛合金, 在 770~ 800 e 就呈现超 塑性, 延伸率高达 2000% 。该合金强度高, 超塑成 形温度比 T-i 6A-l 4V 低 140 e , 可取代 T-i 6A-l 4V 合 金用超塑成型 ) 扩散连接 ( SPF/ DB) 技术制造各种 航空航天构件。目前, 美国 RMI 钛公司计划开发这 种合金在飞机结构及转动零件方面的应用市场。虽 然它的价格比 T-i 6A-l 4V 大约高出 10% , 但由于生 产成本的降低, 所以整个成本基本持平。俄罗斯研 制出的 BT-22 ( T-i 5V- 5Mo- 1Cr-1Fe- 5Al) , 其拉伸强度
8. 0
8
01 6
1
6. 5
21 5
4
01 7
1
6. 8
2
11 7
2
6. 5
2
4
4
6. 2
2
31 6
01 7
Si
其他
0. 1 0. 45
0. 5 0. 2 0. 25 0. 3 0. 5 0. 06C
013 1. 5Cr 012 013 0122 0. 15Fe 0125 012 0. 7W 012 1. 0W 0115 5. 0W
( IMI829, IMI834, Ti1100, BT18Y , BT36) 、钛铝化合物为基的钛合金 ( Ti3Al( A2 ) 和 TiAl( C) ) 和 阻燃 钛合金 ( Alloy C, BTT- 1 和 BTT - 3) 等 4 个方面, 对航空航天 用新型钛合金的新进展作 了简 略介绍。
1 高强高韧 B型钛合金
B型钛合金最早是 50 年代中期由美国 Crucible 钢铁 公 司 研 制 出 的 B120VCA 合 金 ( T-i 13V- 11Cr3Al) , 主要 用于 制造 SR71 飞 机的 高 强度 板 材零 件[ 4] 。B 型钛合金具有良好的冷、热加工性能, 易 锻造, 可轧制、焊接, 可通过固溶- 时效处理获得较 高的机械性能、良好的环境抗力及强度与断裂韧性 的很好配合。新型高强高韧 B型钛合金最具代表性 的有以下几种[ 5] :
T i1023 ( T-i 10V- 2Fe-3Al) 钛合金是一种为适应 损伤容限设计原则而产生的高结构效益、高可靠性 和低制 造成本 的锻 造钛 合金。由表 2 可 以看 出, T i1023 合金的拉伸强度、断裂韧性和疲劳性能明显 优于 T-i 6A-l 4V, 并与飞机结构中常用的 30CrMnSiA 高强度结构钢相当。这种 T i1023 合金具有优异的锻 造性能, 在 760 e 可进行等温锻造, 提供各种近净 型加工锻件。可冷成形 T i153 ( T-i 15V-3Cr- 3A-l 3Sn) 高强度 B钛合金的冷加工性能比工业纯钛还好, 可 在固溶状态下进行各种复杂零件的冷成形, 时效后 的室温拉伸强度可达 1000 MPa 以上, 该合金特别 适宜制造火箭发动机推进剂贮箱和导管等部件。
46. 5
15. 5
78. 3
2. 2
50. 9
12. 0
47. 7
9. 0
20. 0
25. 0
41. 0
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70. 0
9. 0
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26. 0
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4. 0
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6. 0
80. 0
2. 0
70. 0
7. 0
复合材料
3. 0 4. 0 2. 0 3. 0 4. 2 12. 0 26. 3 40. 0 1. 0 7. 0 38. 0 24. 0 1. 0 3. 0 3. 0 11. 0
关键词: 新型钛合金 B型钛合金 高温钛合金 钛铝化合物 阻燃钛合金 文献标识码: A 文章编号: 0258- 7076( 2000) 03- 0218- 06
近年来随着材料科学的发展以及能源危机的冲 击, 航空航天工业对高强度、高弹性模量、低密度、 耐高温的新型结构材料的需要越来越迫切。因此, 新型钛合金便成为近年来世界各国的研究热点。
2
4
2
600
6
2. 7
4
0. 4
425
6
2
4
450
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11
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1
520
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580
5. 5
3. 5
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400~ 450 500
500~ 550 500~ 600 550~ 600 500~ 550
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6. 5
21 5 01 5Fe
6. 5
31 5
6. 5
2
31 5
X 收稿日期: 1999- 08- 02; 钱九红, 女, 1969 年生, 工程师; 联系地址: 北京新街口外大街 2 号。
3期
钱九红 航空航天用新型钛合金的研究发展及应用
机种
F- 104 F- 4E F- 14E F- 15E Hurficane F- 16A F- 18A AV- 8B F- 117A B- 1 C- 17 B- 2 F- 22 B747 B757 B767 B777
钢
20. 0 17. 0 15. 0 4. 4 15. 0 4. 7 13. 0 8. 0 5. 0 15. 0 13. 0 6. 0 5. 0 13. 0 12. 0 14. 0 11. 0
表 1 飞机的结 构用材比例/ %
铝合金
钛合金
70. 0
54. 0
6. 0
36. 0
25. 0
35. 8
26. 9
IMI550 IMI679 IMI685 IMI829 IMI834
BT3- 1 BT 8 BT 9 BT 18
BT18Y BT 25 BT25Y BT 36
表 3 高温钛合金的使用温度及化学成分