体心立方Ti-Mo基钛合金应用研究进展
钛合金及其应用
V:属于稳定β相的元素,在Ti-V系中无 共析反应和金属化合物相,这样,在与加 热有关的工艺过程有误时,不致产生脆 性.
Nb:属于稳定β相的元素,但作为稳定 剂的效应比V低很多.
1 钛资源及钛产品的冶炼生产
1.1 钛资源的分布及特点
金属元素钛在地壳里的分布广泛，其含量是地壳质量的 4‰还要多一点，世界储量约34亿吨，在所有元素中含量居 10位。
钛在自然界中主要以氧化物的形式存在，目前已发现含 钛矿物有100多种，除金红石外，还有白钛矿、铁钛矿、钙 钛矿等。 金红石含TiO2在95%以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在 地壳中储量较少。白钛矿含TiO2为70%～92%。钛铁矿、钙 钛矿含TiO2一般为35% ～52%，但是其储量非常大，是生产 金属钛和钛白粉的主要原料来源。
②Ｈ：是稳定β相的元素 钛在400℃以上 大量吸氢，会引 起氢脆。
③Fe, Si：与钛形成置换 固溶体，过量时形成脆 性化合物。
2.3 钛的组织与结构特征
纯钛的组织,500×:(a)等轴晶粒组织 ;(b)条状的α 组织;(c)呈锯齿状晶界
①等轴晶粒组织 :铸锭经加工变形后,在β 相变点以下退火,再 结晶后得到 ②条状的α组织:缓冷时得到 ③呈锯齿状晶界:缓慢冷却退火后或者快冷
提取金属钛的主要原料含钛矿石，根据其形成的过程，主 要分为岩矿和砂矿两大类：
■岩矿：原生矿，结构比较致密，储量较大，但多复合共生 物，所以钛矿物的品味较低，提取难度较大。主要出现在北 半球，如：中国，美国，加拿大，俄罗斯等国家。
■砂矿：次生矿，结构比较疏松，由于多年的风化和水流的 冲刷，矿物相对富集，品味较高。主要出现在南半球，如： 澳大利亚，新西兰，肯尼亚，莫桑比亚，印度等国家。
钛和钛合金的金相样品制备
Volume 3, Issue 3摘要：钛及钛合金的金相样品制备比钢更困难，其磨光和抛光效率非常低。
过度剧烈的切割和磨光过程都会在α相中产生形变孪晶。
对于纯度相对较高的纯钛采用冷镶嵌的方法比热压力镶嵌更为适合，因为热压力镶嵌有可能改变纯钛中氢元素的含量和分布。
特别对于纯钛而言，在样品制备过程中想要去除划痕和塑性流变非常困难。
钛及钛合金由于其具有低密度、优异的强度与重量比、良好的耐腐蚀性和高的机械强度。
所以其商业应用已经有50余年的历史。
其缺点是钛及钛合金的生产成本非常昂贵。
钛和铁一样具有同素异构转变，像钢一样，钛也可以进行热处理。
而合金元素对低温的α相和高温的β相的稳定性都有一定的影响作用。
在常温下，钛及钛合金其稳定相以含合金α、α-β和β相存在，另外两种相是：近α和近β相。
钛及钛合金的金相样品制备比钢更困难，其磨光和抛光效率非常低。
过度剧烈的切割和磨光过程都会在α相中产生形变孪晶。
对于纯度相对较高的纯钛采用冷镶嵌的方法比热压力镶嵌更为适合，因为热压力镶嵌有可能改变纯钛中氢元素的含量和分布。
特别对于纯钛而言，在样品制备过程中想要去除划痕和塑性流变非常困难。
在早期的机械抛光工艺相当耗时，而且几乎所有的机械抛光方法在最后一步或最后两步抛光过程中使用含有侵蚀剂的抛光液。
常用的化学腐蚀抛光剂参见文献6，电解抛光的方法往往能够得到较好的抛光表面。
但是在电解抛光过程中电解液存在着一定得危险，这些电解液也具有一些化学抛光的作用。
对于钛及钛合金的常用的电解液和化学抛光液参见文献6。
二十世纪70年代和80年代，钛及钛合金的机械抛光方法仍旧延续着老的抛光方法，Springer 和Ahmed在1984年首次发表了关于钛及钛合金的抛光方法文章。
这就是三步的样品抛光方法，假设使用320grit砂纸来完成样品的磨平工序，但是情况可能不一定总是这样。
如果样品切割时使用的是超薄的切割片或者是粘接强度合适的砂轮切割片，其切割表面平整且其损伤层最小，这时可以使用320grit 砂纸来完成样品的磨平工序。
钛与合金元素的相互作用
《无机精细化工工艺学》钛与合金与素的相互作用专业册级：化工1301卅XX：学号：130803057任课教师：董缘建筑科技夫学2016年〔0月钛与合金与素的相互作用作者:宇龙学号：130803057 摘要：先进林料钛及钛合金的应用与前沿技术的发展一直是当前林料领域的热点研究课题之一。
钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它『］。
随着钛的冶炼技术不斷改进和提高，钛、钛合金汝钛的化合物的应用得了到更大的发展。
本文介绍了钛合金的发展、特性、铸造工艺性能及其热处理，阐述了钛与合金匂素的相互作用，分析其优势与局限性，并展望发展趙势。
关键字：金属钛钛合金性质铸jiJni性能热处理生产技术应用性能合金化原理相互作用钛及钛合金祗述1、新型的结构林料钛及钛合金基本上是一类新型的结构林料，在当代的尖端科学枝术工业领域中，如航空、宇航、海洋等中得到广泛的应用，主要原因:1）比强度髙；2）耐腐ST性；3）良好的低温性能。
2、新型的功能材料它们具有某些特殊的物理、化学、生物特性:形状记忆合金，TiNi人造骨头；超导林料等。
3、我国钛资漓十分丰富，储量居世界首位，这是我国发展钛工业的优势。
工业麵钛—、钛的基本性质1、物理性质1 ）两种同素异晶体：a -Ti； |3 -Tia -Ti < 883・c~* B -Ti2）T 熔二1668t3 ） p =7.8x57%=4.4g/cm3,较轻；4）导电、导热性均较低，线腸胀系数较低；5）无磴性，在很强的磁场下也不会魏化，因此植人人体的钛制人造骨架不会受雷雨天气的影响。
2、化学性质钛在室温下比较稳定，但在高温下却很活渕:在熔化状态下，能与绝大多数ill垠林料发生作用；髙温下，与卤素、氧、硕、碳、氮等元素进行强烈的反应，而使钛受到污染。
因此，钛要在真空或惰性气菽下熔炼。
3、耐宦性质1 ）在介质中，钛的标准电极电位很低:Ti^Ti2++2e,E=-1.63v但钛的致範电位亦《L故钛容易钮化2）不同温度下的耐蚀性：在常温下，金属表面极易形成由氧化物和氮化物组成的钝化膜，它在大气及连名浸蚀性介质中非常稳定，有很好的抗MHo550匕以下，能与氧形成致密的氧化膜，具有良好的保护作用；8001以上，氧化膜会分解，氧原子会以氧化膜为转換层，进人金属晶格，此时氧化膜已失去保护作用。
tc4钛合金热处理工艺的研究现状及进展
装备制造与教育第三十三卷二O 一九年第三期︵总第一百一十五期︶装备制造与互联网主持：杨洪富周杰EQUIPMENT MANUFACTURING AND EDUCATION钛合金为同素异构体合金,有密排六方晶格的结构的α钛和体心立方结构的β钛。
随着钛合金的温度改变,组织结构发生变化,会形成α相和β相钛,在一定温度下形成α+β相组织钛合金,也称双相钛合金,我国用TC表示。
TC4钛合金属于Ti-Al-V系合金,其具有密度小、比强度高和良好的耐腐蚀性能等优点,广泛应用于航空航天、汽车、化工和船舶等行业[1-9]。
近几年国内对TC4钛合金热处理工艺研究取得了较大成果,但鲜有总结近几年TC4钛合金热处理工艺的研究现状的文章,因此作者将对TC4钛合金热处理工艺的研究现状及未来发展方向做出阐述。
1固溶处理TC4钛合金在固溶处理前是典型的α+β型钛合金但具有冷轧成型加工困难和耐磨性差等缺点[10],对其进行固溶处理是为了获得稳定的等轴α相,TC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展※孟宪伟,赵锦秀,程建雄,简勇,刘世铎(四川工程职业技术学院材料系,四川德阳618000)[摘要]阐述了TC4钛合金热处理工艺研究现状,分析固溶处理中固溶温度和冷却速率、时效处理中时效温度和时效时间对TC4钛合金的综合力学性能的影响,并针对深冷处理减少残余奥氏体的方法进行总结。
最后,提出TC4钛合金热处理工艺未来研究方向。
[关键词]TC4钛合金;热处理工艺;固溶;时效;深冷处理中图分类号:TG146.1+3文献标志码:AThe Research Status and Progress of Heat-treatmentProcess for TC4Titanium AlloyMeng Xianwei,Zhao Jinxiu,Cheng Jianxiong,Jian Yong,Liu Shiduo(Sichuan Engineering Technical College,Deyang,Sichuan,618000,China)Abstract:The research status of heat treatment process of TC4titanium alloy was expounded,and the effectsof solution temperature and cooling rate,aging temperature and aging time on the comprehensive mechanicalproperties of TC4titanium alloy were analyzed,and the methods of cryogenic treatment to reduce residualaustenite were summarized.Finally,the future research direction of TC4titanium alloy heat treatment processis proposed.Key Words:TC4titanium alloy;heat-treatment process;solid solution;aging;cryogenic treatment[收稿日期]2019-07-20[作者简介]孟宪伟(1989-)男,硕士研究生,四川工程职业技术学院材料系助教;研究方向:新材料的制备及性能探究。
TC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展
冶金冶炼M etallurgical smeltingTC4钛合金热处理工艺的研究现状及进展郭 凯，何忝锜，和 蓉（西安西工大超晶科技发展有限责任公司，陕西 西安 ７１０２００）摘 要：本文首先针对ＴＣ４钛合金的热处理工艺，当下在固溶处理（固溶温度、冷却速率）、时效处理（时效温度、时效时间）、深冷处理，这几方面的研究现状进行了分析，然后针对这些研究的现状，在未来的发展趋势上提出了几点分析，以供各位业界同仁参考和指导。
关键词：ＴＣ４钛合金；热处理；工艺中图分类号：ＴＧ１５６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０７－００１６－２Research status and progress of heat treatment process of TC4 titanium alloyGUO Kai, HE Tian-qi, HE Rong（Ｘｉ＇ａｎ ｘｉｇｏｎｇｄａ Ｃｈａｏｊｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ ７１０２００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＴＣ４ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ， ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ （ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｃｏｏｌｉｎｇ ｒａｔｅ）， ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ （ａｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ａｇｉｎｇ ｔｉｍｅ）， ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ， ｓｅｖｅｒａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ， ｆｏｒ ｙｏｕｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｇｕｉｄｅ．Keywords: ＴＣ４ ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ； ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ｐｒｏｃｅｓｓ近些年来我国对TC4钛合金，在热处理的工艺研究上，取得了一些比较大的成果，TC4钛合金因此被广泛的应用到了汽车、航空航天、化工、船舶等一些行业。
航空材料钛及钛合金的特性及发展趋势
1所示。
图1不同元素对相变温度的影响[3]钛密度为4.5g/cm3，属于轻金属，熔点为1669℃，化学活性大，容易与空气中的氧发生反应生成致密的氧化膜，阻止进一步氧化，高温时，反应剧烈，氧化膜脱落会加速反应速度，所以，在钛合金的制备过程中，真空或气体保护是非常必要的。
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，飞图2α-Ti和β-Ti晶胞结构（a）α-Ti（b）β-Ti钛合金组织有α型、α+β型、β型三种结构，对应的符号为TA、TC、TB。
2.1α型钛合金α钛合金是单相合金，其组织是α相固溶体，符号用表示。
合金的主要元素为中性元素或α稳定元素，Al、Sn、Zr等，基本不含β稳定元素。
工业纯钛，组织均α相，属于典型的α型钛合金。
α型钛合金的抗氧化能力和切削加工性能良好，其强度和蠕变抗力在500~600℃范围内仍可维持，缺点是无法实行热处理工艺进行强化，室温的强度相对较低，退火后的强度变化量很小或基本无变化。
———————————————————————作者简介:黄文君（1990-），女，河南许昌人，助教，硕士，研究方向为机械工程材料。
抗缺口敏感性，缺点是断裂韧性，蠕变性能相对较差。
图3钛合金典型的显微组织[9]（b ）双态组织（d ）等轴组织（a ）魏氏组织（b ）网篮组织4展望随着科技的进步和现代工业的发展，钛合金在军工和民用领域的应用也越来越广泛，在汽车行业，钛合金的应用不仅能减重，更能满足环保的要求，未来航空航天和推力系统需要钛合金材料具有更小的密度，更高的强度、工作温度和弹性模量，对材料性能的要求也逐渐提高，高强度、高硬度、高耐热性的材料越来越受各领域的青睐，优质轻型金属材料的钛合金必将代替部分传统的材料，既减轻质量，又降低成本，达到降低能源消耗的目的，因此高性能钛合金的研究已成为重要的发展方向，相信随着发展的需要，钛合金在我国的市场前景会越来越好。
钛合金的加工及强化
钛合金的热处理强化摘要：本文详细介绍了钛合金的化学成分、性能和市场应用前景；着重论述了钛合金的热处理原理、强化机制、热加工工艺及热处理工艺。
关键词：钛合金；固溶淬火；时效强化；同溶淬火Abstract : This paper introduces in detail the chemical composition of tita nium alloy, p erforma nee, and market app licati on prosp ect;Emp hatically discusses the prin ci pie of heat treatme nt, the rei nforceme nt mecha nism of tita nium alloy, hot worki ng p rocess and heat treatme nt p rocess.Key Word: Titanium alloy; Solid solution hardening; Ageing stre ngthe ning; With soluble que nching钛合金具有一系列优秀性能。
首先钛合金具有很高的屈服强度、密度比、疲劳强度以及蠕变极限，同时钛合金具有良好的高低温力学性能、热稳定性和抗蚀性。
由于密度小，故可减轻结构重量。
在常温及超低温下，它的比强度高，有足够的韧性和塑性。
在氧化性和中性介质、海水和海洋气氛下，具有优异的耐腐蚀性。
合金化之后，可进一步改善和提高在还原介质中的抗蚀性能；钛合金性高, 能吸收02N2 H2 C02和甲烷等气体。
对人体液有极好的耐蚀性，无毒性、与人体肌肉组织亲合性能良好。
因此，钛合金广泛应用于民用、军工、化工舰船、宇航、冶金、医疗卫生等工业部门，且发展前景广阔。
钛有P -Ti（密排立方）和P -Ti （体心立方）两种晶体结构。
钛合金化的主要目的是利用合金元素对a -Ti或P -Ti的稳定作用。
体心立方Ti-Mo基钛合金应用研究进展
体心立方Ti-Mo基钛合金应用研究进展向力;闵小华;弭光宝【摘要】综述了国内外β型Ti-Mo基钛合金在航空航天、生物医疗、海洋工程以及新能源开发等领域的应用与研究进展情况.重点介绍了马氏体相变、孪生和位错滑移变形方式耦合强韧化途径,以及变形组织和相变相结合来调控合金的力学性能.指出了多变形方式Ti-Mo基钛合金向高性能及多功能特性发展的方向.%The application and research progress of β-type Ti-Mo base alloys were reviewed from aspects of aerospace, biomedical, offshore, new energy and other fields.The strengthening-toughening approach through the coupled deformation modes, namely martensitic phase transformation, twinning and dislocation slip was focused,and the control method of mechanical properties based on a combination of deformation microstructures and phase transformation was described.It was pointed out that high-performance and multifunctionality will be the development directions of Ti-Mo base alloys with multiple deformation modes.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2017(045)007【总页数】9页(P128-136)【关键词】Ti-Mo基钛合金;变形方式;高性能;多功能【作者】向力;闵小华;弭光宝【作者单位】大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连 116024;北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室,北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3钛及钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀等诸多优良性能，使其广泛应用于航空航天、生物医疗、航海、冶金、化工、能源、机械、交通等多个领域。
TA11钛合金超高周疲劳行为
TA11钛合金超高周疲劳行为焦泽辉;于慧臣;钟斌;李旭东;周静怡【摘要】利用常规疲劳试验方法获得TA11合金在不同温度,不同应力比下的3×107及1×108超高周疲劳极限,并采用三参数幂函数法获得合金超高周疲劳中值S-N曲线及其描述方程.研究发现:与传统1×107疲劳极限相比,TA11合金的超高周(3×107及1×108)疲劳强度表现出继续降低的趋势,这一趋势在负应力比(R=-1)下不太明显,在正应力比(R=0.1,0.5)下十分显著,并且室温下的降低幅度大于高温下的降低幅度;断口分析表明,室温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹均萌生于表面,高温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹萌生方式与应力比有关,R=-1和0.1时疲劳裂纹萌生于表面,R=0.5时疲劳裂纹萌生于内部;TA11合金试样的表面状态是导致其疲劳寿命分散的主要原因.%The conventional fatigue test method was used to obtain the very high cycle fatigue (VHCF) limits of 3×107 and 1×108 cycles for TA11 titanium alloy in different temperatures and s tress ratios.Three parameter power function method was used to obtain the VHCF median S-N curves and equations.The results show that the VHCF strength of 3×107 and 1×108 cycles presented a continue reducing trend compared with the traditional 1 x 107 fatigue limit.This trend is not obvious in negative stress ratio (R=-1),but significant in normal stress ratio (R=0.1 and 0.5),and the reduction amplitude of room temperature tests was greater than that of elevated temperature tests.The fracture morphologies showed that the VHCF cracks initiat at the specimen surface of TA11 alloy in room temperature tests,and the VHCF cracks initiation ways in elevated temperature tests relate to the stress ratio.The cracksinitiate at the specimen surface when R=0.1 and 0.5 but in the internal when R=0.5;The surface state of TA11 alloy specimens is the main cause of its fatigue life dispersion.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】7页(P84-90)【关键词】TA11合金;应力比;S-N曲线;超高周疲劳【作者】焦泽辉;于慧臣;钟斌;李旭东;周静怡【作者单位】北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室,北京100095;北京航空材料研究院材料检测与评价航空科技重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院材料检测与评价航空科技重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院材料检测与评价航空科技重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院材料检测与评价航空科技重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院材料检测与评价航空科技重点实验室,北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TG146.2工程上通常用疲劳循环数达到1×107周次时试样不断裂的最大应力来表征材料的疲劳极限，在进行安全寿命设计时，均以此疲劳极限作为主要参考指标。
可见光光催化剂的研究进展
可见光光催化剂的研究进展李成希;孟祖超;刘祥【摘要】综述TiO2、改性TiO2光催化剂和非TiO2体系光催化剂在可见光催化领域的研究进展,概述了光催化剂的光催化原理和应用方向,针对可见光光催化剂发展现状中存在的量子效率和可见光利用率低、且回收难等问题进行阐述,并指出制备组成可控、形貌可控、易于回收利用且可见光利用率高的新型光催化剂是研究首要方向.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2016(024)004【总页数】9页(P7-15)【关键词】催化化学;可见光光催化剂;改性TiO2;非TiO2体系;铋系可见光光催化剂【作者】李成希;孟祖超;刘祥【作者单位】西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TQ034;O643.36综述与展望CLC number:TQ034；O643.36 Document code: A Article ID: 1008-1143(2016)04-0007-091972年，Fujishima A等[1]首次发现了单晶TiO2电极能够光催化分解水，Carey J H等[2]将TiO2用于光催化降解水中有机污染物，由此光催化材料引起广泛关注。
虽然TiO2具有廉价、无毒、光催化性能好和稳定性高等优点，但TiO2光催化剂的禁带宽度为3.2 eV，仅在紫外光区有响应。
紫外光(波长<400 nm)在太阳光中不足5%[3]，可见光[波长(400～700) nm]在太阳光中达43%。
因此，提高可见光响应成为半导体光催化剂应用的关键。
目前，对TiO2的修饰改性使之光响应波长红移至可见光区及新型非TiO2可见光催化材料的开发是光纳米催化剂主要研究方向。
本文综述TiO2、改性TiO2光催化剂和非TiO2体系光催化剂在可见光催化领域的研究进展，概述了光催化剂的应用方向，针对可见光光催化剂发展现状存在的主要问题进行阐述，并提出可见光光催化剂未来的发展趋势。
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第45卷 第7期2017年7月第128 —136页材料工程Journal of Materials EngineeringVol. 45 No. 7Jul. 2017 pp. 128 —136体心立方Ti-M o基钛合金应用研究进展Application and Research Progress ofBody-centered-cubic Ti-Mo Base Alloys向力S闵小华S弭光宝2(1大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连116024;2北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室，北京100095)XIANG Li1 ,MIN Xiao-hua1 ,MI Guang-bao2(1 School of Materials Science and Engineering,DalianUniversity of Technology,Dalian 116024 , Liaoning, China；2 Aviation Key Laboratory of Science and Technology onAdvanced Titanium Alloys,Beijing Institute of AeronauticalMaterials,Beijing 100095 , China)摘要：综述了国内外卩型Ti-M〇基钛合金在航空航天、生物医疗、海洋工程以及新能源开发等领域的应用与研究进展情 况。
重点介绍了马氏体相变、孪生和位错滑移变形方式耦合强韧化途径，以及变形组织和相变相结合来调控合金的力学 性能。
指出了多变形方式Ti-M o基钛合金向高性能及多功能特性发展的方向。
关键词：Ti-M o基钛合金；变形方式；高性能；多功能doi；10. 11868/j. issn. 1001-4381. 2016. 000737中图分类号：TG146.2+3 文献标识码：八文章编号：1001-4381(2017)07-0128-09Abstract ：The application and research progress of |3-type Ti-Mo base alloys were reviewed from aspects of aerospace, biomedical, offshore, new energy and other fields. The strengthening-toughening approach through the coupled deformation modes, namely martensitic phase transformation, twinning and dislocation slip was focused,and the control method of mechanical properties based on a combination of deformation microstructures and phase transformation was described. It was pointed out that high-performance and multifunctionality will be the development directions of Ti-Mo base alloys with multiple deformation modes.Key words：Ti-Mo base alloy ； deformation mode；high-performance；multifunctionality钛及钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀等诸多 优良性能，使其广泛应用于航空航天、生物医疗、航海、冶金、化工、能源、机械、交通等多个领域。
根据退火后 的组织可以将钛合金分为三类：a钛合金、c x+卩钛合金 以及卩钛合金。
钼作为有效的卩相稳定元素，具有体 心立方晶体结构并能与卩钛形成无限固溶，同时钼当 量常用于作为衡量卩相稳定性的重要参数。
我国钼资 源丰富，储量约占全球总量的38%，而且作为合金元 素在提高钢铁以及镍合金的性能方面发挥了重要的作 用[1’2]。
在众多钛合金中，体心立方|3型T i-M o基钛 合金具有良好的耐腐蚀性、优良的时效强化性（co相和 a相）和塑性变形方式的多样性（变形诱发/马氏体和 co相变、{332}〈113>和{112}〈111>孪生、位错滑移），显 示了较好的应用前景。
与此同时，卩型Ti-M o基钛合金具有孪生诱发塑性变形和马氏体诱发塑性变形效应 (TWIP/TRIP)、形状记忆和超弹性，以及低弹性模 量、耐腐蚀、阻燃、阻尼、储氢和生物相容性等结构功能 特性[3_6]。
然而，针对Ti-M o基钛合金的研究进展还 鲜见相关报道；因此，本文综述Ti-M o基钛合金在航 空航天、生物医用、海洋工程、新能源开发等领域的应 用研究进展，并对其未来在不同领域向高性能和多功 能发展的方向进行了展望。
1航空航天领域轻质高性能钛合金在飞机上的应用是衡量飞机先 进性的重要指标之一，国内外针对航空用钛合金的研 制取得了很大的进步。
其中，卩型Ti-M o 基钛合金具第45卷第7期体心立方Ti-M o基钛合金应用研究进展129有密度低、强度高、韧性好、高损伤容限以及抗高温氧 化等优良的综合性能匹配，从而成为先进飞机制造的 主要结构材料之一。
实际应用的T i-M o基钛合金主 要有美俄开发的Beta-m，|3-21S，B T22以及中国研制 的T B3，T B10等。
各合金的名义成分、牌号以及部分 力学性能如表1所示[7^14]。
美国C rucible公司于1969年研制的亚稳p钛合 金 Beta-I C T i-l l. 5M〇-6Zr-4. 5Sn)，在固溶处理状态 下具有较好的加工成形性能，经时效处理后可以获得 较高的强度与较好的塑性，主要应用于波音747飞机 的铆螺钉和舱门弹簧。
T m ie t公司在1988年开发的 亚稳 P 钛合金 P_21S(T i-15M o-2. 7Nb-3A l-0. 2Si)[7]，具有较高的高温强度和良好的蠕变性能，麦道公司将 其作为抗氧化箔材应用于钛基复合材料的基体。
另外，该合金在B777飞机的整流锥、喷口和后防护罩以 及A330飞机的PW-4168发动机中也有应用。
前苏 联在20世纪70年代研制出的BT^CTi-SMo-SAl-SV-iF e-lC r)是一种近 |3钛合金 ，具有高强韧以及焊接性 能优良等特点，主要应用于制造苏-27飞机的主起落架扭力臂和前起落架左右支架，同时还被应用于固体 火箭发动机部件和航天器机械承载部件[15]。
另外，在 B T22合金的基础上通过合金成分的设计与调整，又 研制出了 T i-5553，T i-55531以及B T37三种航空用钛 合金。
其中，T i-5553(T i-5M〇-5A l-5V-3C r)合金是一 种高强度的近|3钛合金[8]，与T i-1023，B T22合金相 比，具有更高的强度和塑韧性匹配，目前已经应用于波 音787飞机的起落架部件和飞机的骨架结构。
由空客 公司与俄罗斯V S M P O公司联合开发的11-55531(11- 5M〇-5A l-5V-3Cr-lZ r)合金是一种应用于A380的机翼 与挂架连接装置的新型钛合金，该合金具有加工性能 好、淬透性高及焊接性能优良等特点，因此比较适用于 机翼/吊挂接头、起落架以及起落架/机翼接头等要求高 强高韧的零部件[9]。
BT37合金是全俄轻金属研究院研 制的一种|3钛合金[1°]，其名义化学成分为TV5MO-5A1-5V-lFe-lC r-l.7Sn-2. 5Z r,该合金在BT22合金的基础 上添加了 S n和Z r，目的是为了提高合金退火状态下的 力学性能和高温强度，适于制造工作温度在300〜35(TC 的航空发动机气压机盘件和叶片。
表1航空航天用T i-M o基合金的力学性能Table 1 Mechanical properties of Ti-Mo base alloys for aerospace[7_14]A llo y A llo y designation T e n sile s tre n g th/M P a Y ie ld s tre n g th/M P a E lo n g a tio n/ %T i-ll.5M o-6Z r-4.5S n Beta-HI93047112 T i-15M o-3A l-2.7N b-0.2S i P-21S10349656 T i-5 M o-5 A l-5 V-l Fe-1 C r B T221080-128010107-10 T i-5M〇-5A l-5V-3C r—1140-12621050-120010-14 T i-5 M o-5 A l-5 V-3Cr-1 Fe—137013409T i-5 M o-5 A l-5 V-l Fe-1 C r-1. 7Sn-2. 5Z r B T371270-13201190-12007-12 T i-10M〇-8V-lF e-3. 5A1T B3>11001108>10 T i-15M〇-3A l-2.7N b-0.2S i T B8128011058 T i-5 M o-5 V-2C r-3A l T B101110>1000>8T i-7. 5M〇-4. 8N b-3. 8T a-3. 6Z r-2A l T B131320-16401290-159010-16T i-5M〇-3. 5A l-4V-2C r-lF e-2Z r-2S n T B201200-1500—8-18 T i-7M〇-3N b-3C r-3A l—1250-1400—>8T B3(T i-10M〇-8V-lF e-3. 5A1)合金是一种亚稳 p 钛合金[16]，在固溶处理状态下具有优异的冷加工成形 性，经时效处理后可以获得较高的强度，主要用于¥- 7J-8J-10飞机紧固件[11]。
“九五”期间研制的亚稳型 T B8(T i-15M〇-3A l-2.7Nb-0.2Si)合金，其高温强度和 蠕变性能较好，同时具有较高的抗氧化性能等[17]。
T B10(T i-5M〇-5V-2Cr-3A l)合金是一种近 p 型钛合 金，该合金具有比强度高、断裂韧度好、淬透性高等特 点，用于制造飞机机身和机翼结构中的锻造零件。
近P 型 T B13(T T i-7. 5M〇-4.8N b-3.8T V3. 6Zr-4Cr-2A l)合金具有良好的热处理强化能力，通过调整不同的时 效制度，可以实现不同强度和塑性的匹配[12]，是潜在 的航空用结构材料。