1、高溫鈦合金概況

國內外高(gao)溫(wen)(wen)(wen)鈦合(he)(he)金的(de)研究一直(zhi)極為(wei)活躍，極為(wei)重要(yao)(yao)，但其發展歷程(cheng)卻(que)極為(wei)艱辛，這主要(yao)(yao)是(shi)因為(wei)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)鈦合(he)(he)金主要(yao)(yao)用于(yu)飛機發動機的(de)壓氣盤(pan)、葉(xie)片和機匣等[1]。因發動機對(dui)(dui)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)鈦合(he)(he)金的(de)要(yao)(yao)求(qiu)苛刻：它要(yao)(yao)求(qiu)材(cai)料具(ju)有良好的(de)室溫(wen)(wen)(wen)性能(neng)、高(gao)溫(wen)(wen)(wen)強度、蠕變(bian)性能(neng)、熱穩定性、疲勞性能(neng)和斷(duan)裂(lie)韌性等的(de)匹配，而這些性能(neng)對(dui)(dui)材(cai)料的(de)成分和組織的(de)要(yao)(yao)求(qiu)是(shi)矛盾的(de)，典型高(gao)溫(wen)(wen)(wen)鈦合(he)(he)金的(de)性能(neng)特點如表1 所示(shi)。

目(mu)前已成功地應(ying)(ying)用(yong)在(zai)軍用(yong)和(he)民用(yong)飛(fei)機發(fa)動機中的(de)(de)(de)(de)新(xin)型高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)有：英國(guo)的(de)(de)(de)(de)IMI829、IMI834合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)(de)Ti1100 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，俄(e)羅斯(si)的(de)(de)(de)(de)BT18Y、BT36合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)等(deng)，使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)達550～600℃。國(guo)外在(zai)傳統(tong)高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)基礎上仍在(zai)進行深化研(yan)究。我國(guo)研(yan)制出了Ti55、Ti633G、Ti53311S、Ti-65Nd、Ti60、7715D 及Ti600 等(deng)7 種高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，比美(mei)、英、俄(e)三國(guo)的(de)(de)(de)(de)總和(he)還多兩個。表2 為(wei)部分國(guo)家(jia)高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)及化學(xue)成分。但我國(guo)研(yan)制的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)航空上并沒有得(de)到真正應(ying)(ying)用(yong)[2]，Ti533llS 和(he)7715D550高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)反而在(zai)航天(tian)上得(de)到很好應(ying)(ying)用(yong)。作者(zhe)對美(mei)國(guo)、俄(e)羅斯(si)、歐洲和(he)中國(guo)等(deng)國(guo)家(jia)高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)、現(xian)狀及趨勢(shi)進行了介(jie)紹，評述了高(gao)溫(wen)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)趨勢(shi)，為(wei)我國(guo)高(gao)性能(neng)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)研(yan)發(fa)及應(ying)(ying)用(yong)提(ti)供一(yi)定的(de)(de)(de)(de)思路和(he)啟示。

2、國外高溫鈦合金研究現狀

高溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)以其(qi)優良的(de)(de)(de)(de)熱強(qiang)性(xing)和(he)高的(de)(de)(de)(de)比強(qiang)度(du)，在航空發(fa)(fa)動機中(zhong)獲得了(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)，以其(qi)為材(cai)料生產的(de)(de)(de)(de)零件包括(kuo)風(feng)扇盤、葉片、壓氣機盤等。美國、英國、俄羅斯等航空工業發(fa)(fa)達(da)國家先后(hou)研(yan)制出了(le)在350～600℃環境中(zhong)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)高溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)。高溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)逐步提高，目前在研(yan)發(fa)(fa)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)高溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)覆蓋了(le)550~850℃的(de)(de)(de)(de)范圍。

2.1 美國高溫鈦合金的發展

美(mei)(mei)國(guo)(guo)是(shi)世界上最先研(yan)制(zhi)出(chu)鈦(tai)合(he)金的國(guo)(guo)家，美(mei)(mei)國(guo)(guo)在鈦(tai)合(he)金研(yan)究領域，取得了舉世矚(zhu)目的成果，這(zhe)可從美(mei)(mei)國(guo)(guo)刊登在歷(li)屆國(guo)(guo)際鈦(tai)合(he)金學術論(lun)(lun)文集的研(yan)究論(lun)(lun)文中看出(chu)，無論(lun)(lun)從數量還是(shi)質量上都居首位，美(mei)(mei)國(guo)(guo)研(yan)制(zhi)的一系列實(shi)用性高(gao)溫(wen)和高(gao)強鈦(tai)合(he)金，為其軍事工業的發展提供(gong)了強大的動力。

1954 年，美(mei)國(guo)人(ren)成(cheng)功(gong)研制出(chu)世(shi)界(jie)上(shang)第一個實(shi)用(yong)的(de)(de)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)Ti-6Al-4V，奠定了耐熱鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)發展(zhan)的(de)(de)基礎，其工(gong)作(zuo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)僅300℃，但是由于其具有良好(hao)的(de)(de)綜合(he)(he)(he)性(xing)能和較低的(de)(de)成(cheng)本，至今仍是使(shi)用(yong)量最多(duo)的(de)(de)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。但隨著使(shi)用(yong)條件(jian)的(de)(de)提高(gao)(gao)(gao)，Ti - 64 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)也逐漸(jian)暴露出(chu)了一些不足，主要有:冷加工(gong)性(xing)較差、淬透(tou)性(xing)不理想、耐熱性(xing)不夠(gou)好(hao)、制備(bei)工(gong)藝復雜等。上(shang)世(shi)紀60 年代(dai)，開發了Mo含量較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)Ti - 6246和Ti - 6242 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，將使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)提高(gao)(gao)(gao)到450℃左右。Ti - 6246 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)β穩定化程(cheng)度(du)(du)(du)進一步提高(gao)(gao)(gao)，固溶時(shi)效和雙重退火后的(de)(de)低周(zhou)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)明顯高(gao)(gao)(gao)于相應的(de)(de)Ti - 64 合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，同時(shi)具有較高(gao)(gao)(gao)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)蠕(ru)變(bian)強(qiang)度(du)(du)(du)和瞬時(shi)強(qiang)度(du)(du)(du)。70 年代(dai)，美(mei)國(guo)活性(xing)金(jin)(jin)屬公司通過添加Si元素(su)，開發了使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)超過500℃的(de)(de)Ti - 6242S合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，該合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)最高(gao)(gao)(gao)使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)為540℃，室溫(wen)(wen)(wen)的(de)(de)σb=930MPa[3]，特點是具有強(qiang)度(du)(du)(du)、蠕(ru)變(bian)強(qiang)度(du)(du)(du)、韌性(xing)和熱穩定性(xing)的(de)(de)良好(hao)結合(he)(he)(he)，并具有良好(hao)的(de)(de)焊接(jie)性(xing)能，主要應用(yong)于燃氣渦輪發動機零(ling)(ling)件(jian)、發動機結構(gou)板(ban)材零(ling)(ling)件(jian)、 飛機機體(ti)熱端零(ling)(ling)件(jian)[4]。

80 年代初，發動(dong)機(ji)制造(zao)商(shang)對高溫鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗蠕變性能提出了更高的(de)(de)(de)要求，于(yu)是美國研究開發了鉬含量較低的(de)(de)(de)Ti-1100 合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)。該(gai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)是Ti-6242S 的(de)(de)(de)改進型(xing)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)，是以(yi)其使(shi)用溫度為(wei)1100OF 而命(ming)名的(de)(de)(de)。Ti-1100(Ti - 6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)是近α型(xing)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)，使(shi)用溫度達到(dao)600℃，特點是具有(you)較低的(de)(de)(de)韌性和(he)較大的(de)(de)(de)疲勞裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)速率。該(gai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)已用于(yu)制造(zao)萊康明公司T55-712 改型(xing)發動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)高壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)氣機(ji)輪盤和(he)低壓(ya)(ya)渦(wo)輪葉(xie)片(pian)等零(ling)件[5]。

進一步提高(gao)合金的工作溫(wen)度(du)往往受到蠕變(bian)溫(wen)度(du)、組織穩定性和(he)表面抗氧化能力(li)的限制。美國冶(ye)金學(xue)家用(yong)0.5%~1% Ta (質(zhi)量分(fen)數(shu))代替IMI834 合金中(zhong)的Nb，稱為IMI834-Ta。IMI834-Ta 合金的高(gao)溫(wen)性能與IMI834 幾乎相同，600℃時屈服強度(du)達580MPa、蠕變(bian)性能高(gao)于IMI834[6]。

近幾年國(guo)外把采(cai)(cai)用快速凝固/粉(fen)末冶金(jin)(jin)(jin)技(ji)術研制(zhi)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)作為高溫鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)發展(zhan)方向，使(shi)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)使(shi)用溫度(du)(du)可(ke)提高到650℃以上。美國(guo)麥(mai)道公(gong)司采(cai)(cai)用這(zhe)種技(ji)術成功地研制(zhi)出一種高純度(du)(du)、高致(zhi)密性鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)，在760℃下其強度(du)(du)相當(dang)于目前室溫下使(shi)用的(de)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)強度(du)(du)[7]。

2.2 俄羅斯（含前蘇(su)聯）高溫鈦(tai)合(he)金的(de)發展

高(gao)溫鈦(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)以(yi)其優良的(de)(de)(de)(de)熱強(qiang)(qiang)性(xing)(xing)和(he)(he)(he)高(gao)比強(qiang)(qiang)度，在(zai)航(hang)空發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)上獲(huo)得了(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)應用。為(wei)了(le)滿足設計高(gao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)航(hang)空發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)需求，多(duo)年來，俄羅斯(si)(si)十(shi)分(fen)重視對(dui)高(gao)溫鈦(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)研制(zhi)(zhi)與開(kai)發(fa)(fa)(fa)。早在(zai)20 世紀50年代末(mo)期就開(kai)發(fa)(fa)(fa)出了(le)BT6、BT3-1、BT8、BT9 等牌(pai)號的(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)，六七十(shi)年代又研制(zhi)(zhi)和(he)(he)(he)開(kai)發(fa)(fa)(fa)了(le)BT18、BT25合(he)(he)金(jin)。為(wei)了(le)提高(gao)高(gao)溫鈦(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)(he)工作壽(shou)命，在(zai)原有合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上改進研制(zhi)(zhi)了(le)BT18y、BT25y、BT8M、BT8-1 和(he)(he)(he)BT8M-1 等牌(pai)號的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫鈦(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)。此(ci)外(wai)，綜合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)優良的(de)(de)(de)(de)BT22(Ti -5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr)、BT6 合(he)(he)金(jin)也(ye)(ye)被列入航(hang)空發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)選用材(cai)料系列中。如BT22 合(he)(he)金(jin)既(ji)可用于(yu)制(zhi)(zhi)造在(zai)350~400℃下長期工作的(de)(de)(de)(de)機(ji)身、機(ji)翼受(shou)力件及(ji)操(cao)作系統等的(de)(de)(de)(de)緊固(gu)件，也(ye)(ye)可用于(yu)制(zhi)(zhi)造工作溫度不高(gao)于(yu)350℃的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)風扇盤和(he)(he)(he)葉片(pian)等。這些合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)熱強(qiang)(qiang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)由低到高(gao)的(de)(de)(de)(de)順序依次為(wei)BT22、BT6、BT8、BT8M-1、BT9、BT25y、BT18y、BT36，為(wei)此(ci)，俄羅斯(si)(si)新型發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)多(duo)采用綜合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)優良的(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)合(he)(he)金(jin)。

當工(gong)作溫度(du)不大于350℃時(shi)使用(yong)BT22 和BT6 合(he)金(jin)；而(er)在(zai)400~500℃范圍(wei)(wei)使用(yong)BT8-1、BT8M-1合(he)金(jin)，在(zai)500~550℃范圍(wei)(wei)使用(yong)BT25y合(he)金(jin)；在(zai)550~600℃范圍(wei)(wei)使用(yong)BT18y合(he)金(jin)。而(er)BT3-1、BT9、BT25等合(he)金(jin)僅在(zai)老式發(fa)動機上(shang)使用(yong)。這些(xie)經驗可為(wei)中(zhong)國高(gao)溫鈦合(he)的(de)研制、開發(fa)和選用(yong)上(shang)述合(he)金(jin)提供參考[8]。

全俄(e)材料研究(jiu)院(yuan)在(zai)(zai)(zai)(zai)BT36 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)研究(jiu)方面投入了(le)很大的(de)力量，高(gao)(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)BT36 是(shi)一種含W 的(de)8元復雜鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)[9]，并用其制造(zao)了(le)壓氣機盤[10]。BT36 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)是(shi)俄(e)羅斯目前耐(nai)熱溫度(du)(du)最高(gao)(gao)的(de)高(gao)(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，可(ke)在(zai)(zai)(zai)(zai)600℃工作。與BT18Y 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)(zai)(zai)(zai)成分上(shang)的(de)差(cha)別在(zai)(zai)(zai)(zai)于用5%W 代替了(le)1%Nb，鎢的(de)熔點(3410℃)和蠕(ru)變極(ji)限(95MPa)都比(bi)鈮要高(gao)(gao)得多(duo)(2000℃，43 MPa)，W的(de)加(jia)入有利于提(ti)高(gao)(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)室(shi)溫強(qiang)度(du)(du)、持久強(qiang)度(du)(du)和抗蠕(ru)變性能，尤其在(zai)(zai)(zai)(zai)550~600℃時(shi)更加(jia)明顯。因此，該合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)比(bi)BT18Y（其使用溫度(du)(du)在(zai)(zai)(zai)(zai)500~550℃之間）更具競爭力，已在(zai)(zai)(zai)(zai)某(mou)發動機上(shang)得到了(le)應用。在(zai)(zai)(zai)(zai)多(duo)元合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)系基礎上(shang)添加(jia)W 元素(0.7%~5.0%)是(shi)俄(e)羅斯高(gao)(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)發展的(de)新趨勢[11]。

此外(wai)，由于大(da)型航空(kong)發動機壓(ya)氣機對工作溫(wen)(wen)度在(zai)300～350℃用(yong)材的(de)需要，俄(e)羅斯全俄(e)輕合金研(yan)究院(yuan)研(yan)究了同時增添錫和(he)鋯的(de)BT22 合金的(de)強度和(he)高溫(wen)(wen)蠕(ru)變性能，研(yan)制出了性能優于BT22的(de)一種新(xin)的(de)航空(kong)用(yong)鈦(tai)合金。新(xin)合金的(de)名義(yi)化學(xue)成(cheng)分(fen)為：Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr-1.7Sn-2.5Zr，被賦予正式牌號BT37。用(yong)該合金來(lai)取代傳統的(de)BT3-1，BT6 熱(re)強鈦(tai)合金來(lai)制造在(zai)300～350℃工作的(de)壓(ya)氣機大(da)尺(chi)寸盤和(he)葉片，可使質量減輕20%～25%[9]。

高溫(wen)(wen)鈦合金(jin)今后的發展(zhan)方向將(jiang)是突破600～650℃使用溫(wen)(wen)度，有報道(dao)說俄(e)羅斯已(yi)研(yan)制出(chu)650℃使用的高溫(wen)(wen)鈦合金(jin)[13]。

2.3 歐洲

70 年代以(yi)來，在美國和(he)(he)日(ri)本(ben)技術沖擊下，歐洲各國感(gan)到(dao)發(fa)展高技術已(yi)成為同(tong)美日(ri)競爭中決定勝負的(de)關鍵因素。促進(jin)了以(yi)軍事(shi)為背景的(de)鈦(tai)合(he)金(jin)應用(yong)研究的(de)迅速發(fa)展。例如(ru)，用(yong)于高性能(neng)航(hang)空(kong)發(fa)動機的(de)高溫鈦(tai)合(he)金(jin)IMI829、IMI834 合(he)金(jin)已(yi)領先于美國，高溫鈦(tai)合(he)金(jin)和(he)(he)TiAl 金(jin)屬間化(hua)合(he)物及其(qi)制備(bei)技術已(yi)取(qu)得了很大(da)進(jin)展；鈦(tai)合(he)金(jin)和(he)(he)TiAl化(hua)合(he)物的(de)霧化(hua)制粉(fen)和(he)(he)沉(chen)積成形技術研究也屬世界先進(jin)水平[10]。

2.3.1 法國

法(fa)國(guo)在新合(he)金(jin)開發方面，使用Ti-17 合(he)金(jin)制造了(le)GE90 和M88 發動機(ji)(ji)零(ling)件，其工作(zuo)溫度為(wei)350~400℃。用Ti-6242 和Ti-6246 合(he)金(jin)制造了(le)MTR390 發動機(ji)(ji)零(ling)件。法(fa)國(guo)人(ren)還利用Ti-6246 合(he)金(jin)制造了(le)阿里亞娜-5 發射器(qi)的(de)結構零(ling)件；將β-CEZ 鈦(tai)合(he)金(jin)用于M88-X 未來型發動機(ji)(ji)中，其工作(zuo)溫度為(wei)400~450℃[10]。

2.3.2 英國

英國是最早研究(jiu)高溫鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)國家之(zhi)一，但(dan)在開發鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)指導思(si)想上與美國不同，以(yi)α相(xiang)固溶強化作為(wei)提(ti)高蠕變(bian)強度(du)的(de)(de)(de)主(zhu)要手段，側(ce)重于(yu)研究(jiu)以(yi)提(ti)高蠕變(bian)強度(du)為(wei)目標的(de)(de)(de)近(jin)α型鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。由(you)于(yu)認(ren)識到Si元(yuan)素對(dui)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)蠕變(bian)性能的(de)(de)(de)重大影響，所以(yi)英國的(de)(de)(de)高溫鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)幾乎都(dou)是含Si的(de)(de)(de)[7]。

IMI 550 合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)(shi)英國于20世紀(ji)50年代(dai)中(zhong)期研制(zhi)(zhi)成功的(de)(de)(de)，與同(tong)期的(de)(de)(de)美國合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)Ti - 64 相(xiang)(xiang)比(bi)，抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)(gao)了10%，使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)(gao)到400℃，Si 元素(su)的(de)(de)(de)加(jia)入有效地(di)提(ti)高(gao)(gao)(gao)了蠕變強(qiang)度(du)(du)。至此，英國確(que)立了開發(fa)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)基礎技術。60 年代(dai)，為(wei)進一步提(ti)高(gao)(gao)(gao)蠕變強(qiang)度(du)(du)，研制(zhi)(zhi)開發(fa)了IMI 679 和IMI 685合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)。兩(liang)者(zhe)均具有較低的(de)(de)(de)Mo 含量，IMI 679 含有11%Sn 元素(su)，這在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)是(shi)(shi)不多(duo)見的(de)(de)(de)，其使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)450℃，抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)與Ti - 6242 合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)相(xiang)(xiang)當，蠕變強(qiang)度(du)(du)優于美國的(de)(de)(de)Ti - 64 和Ti - 811 合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)。IMI685 合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)(shi)高(gao)(gao)(gao)Al、低Mo、中(zhong)Zr 的(de)(de)(de)近α型鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)，合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)通過控制(zhi)(zhi)針狀組織(zhi)來提(ti)高(gao)(gao)(gao)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)蠕變強(qiang)度(du)(du)，使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)500℃以(yi)上，是(shi)(shi)一個專門為(wei)航空發(fa)動(dong)機設計的(de)(de)(de)、同(tong)時具有良好蠕變性(xing)能(neng)、加(jia)工性(xing)能(neng)和焊接(jie)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)[7]。

20 世(shi)紀70~80 年代，英(ying)國(guo)研(yan)究開發了以改善疲(pi)勞強(qiang)度(du)為主(zhu)的(de)(de)(de)IMI 829 和(he)(he)IMI 834 合(he)(he)金(jin)(jin)，屬于Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-Si合(he)(he)金(jin)(jin)系，IMI834(Ti-5.8A l - 4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si)合(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)英(ying)國(guo)在(zai)1984年研(yan)制(zhi)成功的(de)(de)(de)一種近(jin)α型鈦合(he)(he)金(jin)(jin)。IMI 834 還含(han)有(you)0.06%C。這樣的(de)(de)(de)成分使(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)抗(kang)氧化能(neng)(neng)力和(he)(he)蠕變(bian)性能(neng)(neng)大大提(ti)高，而且(qie)有(you)效地細化了宏觀和(he)(he)微觀組織(zhi)(zhi)，工作溫(wen)(wen)度(du)可(ke)望達到近(jin)600℃。IMI 834 合(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)α+β處理(li)的(de)(de)(de)近(jin)α合(he)(he)金(jin)(jin)，其組織(zhi)(zhi)是(shi)針(zhen)(zhen)狀轉(zhuan)變(bian)β+少(shao)量的(de)(de)(de)初生α；IMI 829 合(he)(he)金(jin)(jin)經β處理(li)的(de)(de)(de)組織(zhi)(zhi)是(shi)針(zhen)(zhen)狀α+少(shao)量轉(zhuan)變(bian)β，使(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)具有(you)最好的(de)(de)(de)抗(kang)蠕變(bian)性能(neng)(neng)和(he)(he)斷裂韌性。試驗證明(ming)：當組織(zhi)(zhi)為5%α相(xiang)+95%針(zhen)(zhen)狀轉(zhuan)變(bian)β時，合(he)(he)金(jin)(jin)具有(you)高溫(wen)(wen)蠕變(bian)性能(neng)(neng)和(he)(he)疲(pi)勞性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)最佳結(jie)合(he)(he)。兩(liang)合(he)(he)金(jin)(jin)已分別在(zai)RB211 535E4 和(he)(he)Trent600-800，EJ200 和(he)(he)PW350 等發動機上得到了應用。另外，進一步提(ti)高這些合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)工作溫(wen)(wen)度(du)往往受到蠕變(bian)溫(wen)(wen)度(du)、組織(zhi)(zhi)穩定性和(he)(he)表面(mian)抗(kang)氧化能(neng)(neng)力的(de)(de)(de)限(xian)制(zhi)[12]。

英國的鈦公司主要(yao)是帝國金(jin)(jin)屬工業公司(IMI)，它雖然(ran)也(ye)被美國的Timet 兼并(bing)，但在(zai)(zai)鈦合金(jin)(jin)研究方面也(ye)取得了(le)一定(ding)的成績(ji)。如IMI 834 鈦合金(jin)(jin)就廣泛用于羅爾斯(si)-羅依斯(si)Trent700 發動機中(zhong)(zhong)，其工作(zuo)溫(wen)度可達600℃，重(zhong)量比鎳基超合金(jin)(jin)同等部件減(jian)輕了(le)50kg。在(zai)(zai)Trent800 高壓(ya)壓(ya)氣機中(zhong)(zhong)，前3 級使用的也(ye)是IMI834 鈦合金(jin)(jin)。

但 IMI834 合金(jin)本身的(de)穩定性、表面易氧化(hua)缺點及(ji)高溫(wen)性能使(shi)(shi)其在使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)上受到了限制。據(ju)英刊報道(dao)，在合金(jin)中添加硅和鐵是至關(guan)重要(yao)的(de)間題，硅能有效地(di)改變(bian)蠕變(bian)強(qiang)度(du)；相(xiang)反，增加鐵含量對蠕變(bian)強(qiang)度(du)卻有致命影(ying)響，鐵含量必(bi)須(xu)控(kong)制在0.015%以下。減(jian)少偏析程度(du)和夾雜(za)物，對提高高溫(wen)合金(jin)的(de)性能有明顯的(de)作用(yong)。要(yao)保證(zheng)疲(pi)勞強(qiang)度(du)和蠕變(bian)強(qiang)度(du)，在α+β區固溶處理后(hou)的(de)初生α相(xiang)量一(yi)定要(yao)控(kong)制在7%~15%，這已是實驗所證(zheng)明的(de)[13]。

2.3.3 德國

德國(guo)目前(qian)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了Ti-6Al-4V 霧化(hua)球形(xing)粉末注(zhu)射(she)成形(xing)并(bing)經燒結和熱等靜壓處(chu)理(li)后，其(qi)性(xing)能明顯優于鍛造件的情(qing)況。德國(guo)宇(yu)(yu)航中心對SiC/IMI834、SiC/Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo(原子(zi)分(fen)數)和SiC/Ti-22Al-25Nb(原子(zi)分(fen)數)復合(he)材(cai)料(liao)進行了詳(xiang)細(xi)的研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)結果(guo)表(biao)明，這些復合(he)材(cai)料(liao)具有良(liang)好(hao)的性(xing)能和應用(yong)(yong)前(qian)景(jing)，其(qi)使(shi)用(yong)(yong)溫度可達700℃以上，將是宇(yu)(yu)航發(fa)動(dong)機壓氣(qi)機部件的優選材(cai)料(liao)。

3、中國高溫鈦合金的發展

高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)研(yan)究一(yi)直是鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)領域的(de)(de)主(zhu)導課題。但我(wo)國(guo)(guo)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)開(kai)發和應用(yong)方面落后(hou)于工業發達國(guo)(guo)家(jia)，英(ying)國(guo)(guo)的(de)(de)600℃高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)IMI834 已正(zheng)式應用(yong)于多種航(hang)空(kong)發動機，美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)Ti-1100 也開(kai)始用(yong)于T55-712 改型發動機，而(er)我(wo)國(guo)(guo)在(zai)20 世紀80 年代以(yi)前(qian)一(yi)直走仿(fang)制(zhi)的(de)(de)道路(lu)[14]。近20 年來，我(wo)國(guo)(guo)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)及(ji)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)研(yan)制(zhi)走的(de)(de)是仿(fang)制(zhi)與自主(zhu)研(yan)發相結(jie)合(he)(he)(he)(he)的(de)(de)道路(lu)。70 年代末到80 年代初主(zhu)要(yao)完(wan)成400～450℃高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)研(yan)究，‘九五’期(qi)間主(zhu)要(yao)從事600～620℃高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)研(yan)究。隨著研(yan)究進展(zhan)，高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度會不斷提高(gao)(gao)。我(wo)國(guo)(guo)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)研(yan)制(zhi)的(de)(de)初期(qi)大多是仿(fang)制(zhi)俄羅斯(si)和英(ying)國(guo)(guo)的(de)(de)，爾后(hou)逐步(bu)走上(shang)自己(ji)創制(zhi)的(de)(de)道路(lu)。如西北(bei)有色金(jin)(jin)屬研(yan)究院在(zai)英(ying)國(guo)(guo)IMI829 合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)基礎上(shang)，研(yan)制(zhi)的(de)(de)550℃高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)Ti633G(Ti-6.5Al-3Sn-3Zr-1Nb- 0.3Mo-0.3Si-0.2Gd)通過稀(xi)土(tu)元素Gd的(de)(de)內氧(yang)化(hua)粒(li)子Gd2O3獲得了熱(re)強性與熱(re)穩定的(de)(de)良好匹配(pei)。與此同時研(yan)制(zhi)的(de)(de)Ti-53311S(Ti-5Al-3Sn-3 Zr-1Nb -1Mo -0.25 Si)通

過增(zeng)加(jia)(jia)(jia)抗氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)元(yuan)素鈮含量(liang)，550℃的(de)(de)熱穩定性(xing)(xing)(xing)提高(gao)(gao)了。上海鋼鐵研(yan)(yan)(yan)究所研(yan)(yan)(yan)制的(de)(de)540℃使(shi)用(yong)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)7715C(Ti-6.5Al-2.2Sn-1.2 Zr- 2Mo-2.2Nb-0.2 Si- B-Ce)通(tong)(tong)過硼與稀土元(yuan)素Ce的(de)(de)交互作用(yong)，增(zeng)強(qiang)(qiang)了相(xiang)界及α 和(he)(he)β 相(xiang)的(de)(de)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果，獲得良(liang)好的(de)(de)抗蠕(ru)變(bian)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，538℃/315MPa/100h 條件(jian)下(xia)殘余(yu)變(bian)形(xing)量(liang)為0.157%，σb(540℃/510MPa)持久152h。該合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)制成的(de)(de)盤件(jian)和(he)(he)葉片已在(zai)等型發動機上通(tong)(tong)過了長期(qi)工藝試車[5]。自(zi)主(zhu)研(yan)(yan)(yan)制了在(zai)550℃使(shi)用(yong)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)TA12( Ti- 55) [15]。該合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中加(jia)(jia)(jia)入了稀土元(yuan)素Nd， 通(tong)(tong)過熔煉過程內(nei)氧化(hua)(hua)，形(xing)成與基(ji)(ji)(ji)體(ti)非(fei)共格的(de)(de)彌(mi)散(san)分(fen)布的(de)(de)富Nd 第二(er)相(xiang)顆粒，降(jiang)低了基(ji)(ji)(ji)體(ti)中的(de)(de)氧含量(liang)，從而提高(gao)(gao)了合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)熱穩定性(xing)(xing)(xing)。隨后， 在(zai) TA12 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)礎上， 研(yan)(yan)(yan)制了Ti- 60 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)。該合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)適當增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了Al、Sn、Si 的(de)(de)含量(liang)， 進一步提高(gao)(gao)了合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)蠕(ru)變(bian)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)強(qiang)(qiang)度(du)， 使(shi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度(du)達到了600 ℃。最(zui)近又在(zai)美國Ti- 1100 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)礎上， 添(tian)加(jia)(jia)(jia)約0.1% Y， 研(yan)(yan)(yan)制出Ti- 600 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)。該合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)600～650 ℃均(jun)具有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)， 尤其是蠕(ru)變(bian)性(xing)(xing)(xing)能(neng)更好。700～1000℃ 下(xia)使(shi)用(yong)的(de)(de)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)主(zhu)要有(you)(you)Ti3Al 金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬間化(hua)(hua)合(he)物、TiAl 基(ji)(ji)(ji)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)、高(gao)(gao)Nb-TiAl 基(ji)(ji)(ji)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)( 研(yan)(yan)(yan)究表(biao)明，TiAl 中加(jia)(jia)(jia)入Nb 是提高(gao)(gao)TiAl 合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)最(zui)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)手段之一) 等。它們(men)均(jun)具有(you)(you)低的(de)(de)密度(du)，高(gao)(gao)的(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)模量(liang)，優良(liang)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度(du)以(yi)及良(liang)好的(de)(de)抗氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗燃燒性(xing)(xing)(xing)。但這類合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)室(shi)溫(wen)(wen)塑性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)斷裂韌性(xing)(xing)(xing)較低，阻礙(ai)了它們(men)的(de)(de)實際(ji)應(ying)用(yong)［16］。表(biao)3 列出了我國自(zi)主(zhu)研(yan)(yan)(yan)發的(de)(de)部分(fen)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)。

值得(de)一提的(de)是我國550～600℃使(shi)用的(de)高(gao)溫鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)都含有(you)少量稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元素(如Gd、Nd、Y、Er、Ce等(deng))，稀(xi)土(tu)(tu)(tu)的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)有(you)兩種(zhong)途徑:一是稀(xi)土(tu)(tu)(tu)的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)量嚴格控制在基體(ti)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)固(gu)溶(rong)范圍內，使(shi)其(qi)在凝固(gu)后保(bao)留(liu)在過(guo)(guo)飽和(he)(he)固(gu)溶(rong)體(ti)內，隨后熱機械(xie)加(jia)(jia)(jia)(jia)工和(he)(he)熱處理、熱暴露后可能(neng)有(you)少量細(xi)小(xiao)彌散的(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)氧化(hua)(hua)物(wu)析出，大(da)(da)(da)(da)部分(fen)保(bao)留(liu)在基體(ti)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)固(gu)溶(rong)體(ti)內，起(qi)固(gu)溶(rong)強化(hua)(hua)作用，對細(xi)化(hua)(hua)晶粒和(he)(he)抗蠕(ru)變性能(neng)有(you)明顯的(de)改善，根據這一原則西北(bei)有(you)色(se)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)研(yan)究(jiu)院(yuan)和(he)(he)上海鋼鐵研(yan)究(jiu)所發展了Ti633G、Ti600 和(he)(he)Ti7715D 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)；另一種(zhong)途徑是加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)0.4%～1.0%的(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu) (如Nd)，這大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)超過(guo)(guo)了基體(ti)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)固(gu)溶(rong)度，因(yin)此在合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)凝固(gu)中形成(cheng)粗大(da)(da)(da)(da)的(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)氧化(hua)(hua)物(wu)粒子(zi)和(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)間化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)，通(tong)過(guo)(guo)對基體(ti)的(de)凈化(hua)(hua)可以顯著(zhu)增加(jia)(jia)(jia)(jia)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)Al當量裕度，同(tong)時明顯細(xi)化(hua)(hua)晶粒和(he)(he)改善合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)抗蠕(ru)變和(he)(he)熱穩定性，為(wei)此沈陽金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)研(yan)究(jiu)所和(he)(he)北(bei)京有(you)色(se)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)研(yan)究(jiu)總院(yuan)發展了Ti55， Ti60 及Ti65-Nd一系列含Nd高(gao)溫鈦合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)[17]。

在實用(yong)的(de)航空材料方面，近年研究(jiu)開發的(de)重(zhong)點是(shi)Ti-55、Ti-17、Ti-6242、Ti-811、Ti-15-3、Ti-10-2-3及(ji)B21S等合(he)(he)金(jin)，并取(qu)得了(le)較大進(jin)展。例如，由550℃用(yong)的(de)高溫鈦合(he)(he)金(jin)Ti-55 制成(cheng)的(de)高壓壓氣機盤、鼓筒(tong)和葉片通過了(le)超轉、破(po)裂、疲(pi)勞試(shi)驗，并經受了(le)長期試(shi)車考驗[18]。

目(mu)前我(wo)國正在開展600℃和(he)600℃以上使用的高(gao)溫(wen)(wen)(wen)鈦(tai)合金(jin)(jin)研(yan)究，表4 為(wei)600℃ 鈦(tai)合金(jin)(jin)的主(zhu)要性能。近年來，高(gao)溫(wen)(wen)(wen)鈦(tai)合金(jin)(jin)研(yan)究主(zhu)要集中在600℃高(gao)溫(wen)(wen)(wen)和(he)650℃高(gao)溫(wen)(wen)(wen)的復(fu)合材料。600℃高(gao)溫(wen)(wen)(wen)鈦(tai)合金(jin)(jin)研(yan)究主(zhu)要是Ti60 和(he)Ti600，包(bao)括合金(jin)(jin)設計(ji)、加工工藝(yi)、合金(jin)(jin)的相(xiang)結(jie)構、第二相(xiang)及稀土元素釹(nv)的作(zuo)用、焊接性能、熱(re)穩(wen)定性、蠕變形(xing)為(wei)、高(gao)溫(wen)(wen)(wen)氧化行為(wei)、疲勞行為(wei)等的研(yan)究[19]。

總(zong)體(ti)上(shang)來說，我國600℃及其(qi)以上(shang)高溫鈦合(he)金還處于研(yan)究階(jie)段，在國內(nei)航空(kong)發動機上(shang)還沒有得到(dao)應用。

4、結束語

高(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)研制與(yu)應(ying)(ying)用(yong)一直(zhi)受到各國研究(jiu)者的(de)(de)(de)高(gao)度重視和政府的(de)(de)(de)大力(li)支(zhi)持，在中國亦是(shi)如(ru)此，但國內研制高(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)與(yu)國外有(you)較大差距，這(zhe)種(zhong)差距不(bu)僅(jin)是(shi)在研究(jiu)水(shui)平上(shang)，更是(shi)在工(gong)業化生產水(shui)平和應(ying)(ying)用(yong)上(shang)，尤其是(shi)應(ying)(ying)用(yong)上(shang)。國內500℃以(yi)上(shang)高(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)雖(sui)眾(zhong)多(duo)(duo)，但目前(qian)得到實際應(ying)(ying)用(yong)的(de)(de)(de)只有(you)Ti53311S合(he)(he)金(jin)，多(duo)(duo)數是(shi)實驗(yan)室或半工(gong)業試(shi)制性的(de)(de)(de)成果。盡管如(ru)此，高(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)研究(jiu)仍是(shi)一個(ge)熱門領域，材(cai)料研制部門研制高(gao)溫用(yong)鈦(tai)合(he)(he)金(jin)己從仿制走向創新。根據國際研制現狀(zhuang)，筆者認為高(gao)溫鈦(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)發(fa)展趨勢(shi)是(shi)：

（1）已在(zai)(zai)航(hang)空(kong)發動機(ji)上應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)傳統高溫鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)最高使用(yong)(yong)溫度(du)(du)(du)仍(reng)為600℃。在(zai)(zai)600℃以上，蠕變抗(kang)(kang)力和高溫抗(kang)(kang)氧化(hua)性(xing)的(de)(de)(de)急(ji)劇下(xia)降是限(xian)制鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)向更高溫度(du)(du)(du)發展(zhan)的(de)(de)(de)兩(liang)大(da)主要障礙，研制600℃的(de)(de)(de)新型高性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)高溫鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)，即在(zai)(zai)保持良好抗(kang)(kang)蠕變強度(du)(du)(du)、疲(pi)勞強度(du)(du)(du)、抗(kang)(kang)氧化(hua)性(xing)能(neng)和熱穩定性(xing)的(de)(de)(de)前提下(xia)，提高鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)(jin)使用(yong)(yong)溫度(du)(du)(du)迫(po)在(zai)(zai)眉(mei)睫[20]。

(2)合金(jin)朝著多元強化(hua)的方向發展。合金(jin)成分的優化(hua)越來越重要， Ti - Al - Sn-Zr-Mo-S i - (Re)系近(jin)α鈦(tai)合金(jin)占主導(dao)地位；Si元素(su)(su)是高溫鈦(tai)合金(jin)中必不可(ke)少的重要元素(su)(su)[19]。

(3)稀(xi)土元素是高溫鈦合(he)金中(zhong)具有應用(yong)前景的(de)重要元素，稀(xi)土元素在高溫鈦合(he)金中(zhong)的(de)作(zuo)用(yong)尚待進一步研究(jiu)。稀(xi)土元素在合(he)金中(zhong)的(de)機制(zhi)作(zuo)用(yong)需進一步研究(jiu)，為(wei)含稀(xi)土元素的(de)高溫鈦合(he)金的(de)發展(zhan)奠定理論(lun)基礎。

(4)繼續(xu)研(yan)制開發具有特殊用途(tu)的高溫(wen)鈦合金(jin)。

(5)目前金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)(he)物型耐熱(re)鈦合(he)(he)金(jin)成為研究(jiu)熱(re)點， 為適應航空航天工(gong)業發展的需求， 研究(jiu)開發了Ti- Al 系金(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)(he)物為基的合(he)(he)金(jin)。

(6)國內在老合(he)金挖潛方面遠(yuan)遠(yuan)落后(hou)于國外(wai)，如針對典型的(de)TC4合(he)金，國外(wai)開展(zhan)了深層次的(de)加工工藝與組織(zhi)性能關系的(de)研究，改善了TC4合(he)金的(de)性能，擴大了合(he)金的(de)應(ying)用，而國內較少開展(zhan)老合(he)金的(de)挖潛研究工作[21]。

參考文獻

[1] 趙永慶. 鈦工業進展.高溫 鈦 合 金 研 究[J]. 2001,1:33.

[2] 劉奇先，劉楊，高凱. 航天(tian)制造技術.鈦(tai)合金的研究進展與(yu)應用[J]. 2011( 8) 4.

[3] Boyer R R. An overview on use of titanium in the aerospace industry[J].Mater Sci Eng A，1996,213:103.

[4] 黃張洪，曲恒(heng)磊，鄧超(chao)，楊(yang)建朝(chao). 材料導報(bao)[J].航空用鈦(tai)及鈦(tai)合金的發展及應用. 2011(25) 1.

[5] 胡(hu)耀君. 綜合(he)(he)評述(shu).中(zhong)國(guo)(guo)鈦(tai)發展的四十(shi)年-歷屆全國(guo)(guo)鈦(tai)合(he)(he)金學術會回顧及總結.

[6] 錢九 紅. 稀(xi)有 金 屬(shu).航空航天(tian)用(yong)新型鈦合金的研究發展及應用(yong)[J]. 2000 5 (24) 3.

[7] 蕭今(jin)聲，許國棟.中國有色金屬學報[J],1997, (7)4:97.

[8] 魏壽庸，何瑜(yu)，王青江(jiang)，劉羽寅. 航空發動機.俄(e)航空發動機用(yong)高溫鈦(tai)合金發展綜述[J]. 2005(31)1.

[9] 楊(yang)冠軍(jun). 鈦(tai)工(gong)業進(jin)展.鈦(tai)合金研究和加工(gong)技術的(de)新進(jin)展[J]. 2001,3.

[10] 高敬， 姚(yao) 麗(li). 世(shi)界有色金屬.國內外鈦合金研究發展動(dong)態[J].2001,2.

[11] 曲選輝，肖平安(an). 高溫鈦(tai)合(he)金和(he)顆粒增強鈦(tai)基復合(he)材(cai)料的研(yan)究和(he)發展[J].稀有(you)金屬材(cai)料與工(gong)程，2001，30(3): 161.

[12] 許國棟，王鳳娥. 稀有 金 屬(shu).高溫鈦合金的發展(zhan)和應用[J]. 2008,12,(32),6.

[13] 鄭生奎.西(xi)北(bei)有(you)色金屬(shu)研究院(yuan).新型鈦合金及其應(ying)用.

[14] 顏鳴皋， 吳學仁， 朱知壽(shou). 北京航(hang)空材(cai)料(liao)研(yan)究院.航(hang)空材(cai)料(liao)技術(shu)的發展現狀(zhuang)與展望.

[15] 謝(xie)惠茹. 稀有(you)金屬快報.我(wo)國鈦及鈦合金研(yan)發(fa)與進(jin)展[J]. 2007(26)8.

[16] 白保良(liang)，朱梅生. 鈦工(gong)業(ye)進展.西北有色(se)金屬(shu)研究院(yuan)鈦合金研究進展[J],2013(30), 3.

[17]羅國珍(zhen),周,廉,鄧(deng),炬. 稀有金屬材(cai)料(liao)與工程(cheng).中國鈦的(de)研究和發展[J].1997(26)5.

[18] 鄧炬.稀有金(jin)屬材料與工程.我國鈦科學(xue)技術的發(fa)展(zhan)動向和新進展(zhan)-第(di)9 屆全國鈦及鈦合(he)金(jin)學(xue)術交流(liu)會述評[J].1997.(26),2.

[19] 趙永(yong)慶， 周 廉(lian). 技術與裝備(bei)·應(ying)用.勇攀(pan)鈦及鈦合金稀有金屬的科技高峰.

[20] 付艷艷，宋(song)月清，惠(hui)松驍，米緒軍. 稀有(you) 金 屬.航(hang)空用鈦合(he)金的研(yan)究與應用進(jin)展[J].2006(30),6.

[21] 趙永慶(qing). 中國材料進展(zhan).國內(nei)外鈦合金研究(jiu)的(de)發展(zhan)現狀(zhuang)及趨勢(shi)[J]. 2010(29),5.