1、引言

材料(liao)(liao)科學(xue)與工(gong)程(cheng)是(shi)(shi)現代(dai)科學(xue)技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)重要領域，航(hang)(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)(hang)天(tian)材料(liao)(liao)則(ze)處于(yu)材料(liao)(liao)科學(xue)與工(gong)程(cheng)最(zui)富有挑戰性(xing)的(de)(de)研究前沿(yan)，是(shi)(shi)決定航(hang)(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)(hang)天(tian)產品(pin)技(ji)(ji)(ji)術水(shui)平(ping)和(he)(he)發展的(de)(de)關鍵因(yin)素之(zhi)一。航(hang)(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)(hang)天(tian)產品(pin)設計和(he)(he)制造(zao)的(de)(de)先(xian)進性(xing)很大(da)程(cheng)度上(shang)取(qu)決于(yu)航(hang)(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)(hang)天(tian)材料(liao)(liao)的(de)(de)水(shui)平(ping)，因(yin)此(ci)航(hang)(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)(hang)天(tian)材料(liao)(liao)是(shi)(shi)發展航(hang)(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)(hang)天(tian)技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)物(wu)質基礎和(he)(he)先(xian)導。

鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金具(ju)有比強(qiang)度高(gao)、抗(kang)腐蝕(shi)性(xing)好(hao)、耐高(gao)溫等一(yi)系列(lie)突出優點(dian)，能夠進行(xing)各種方式的(de)(de)(de)(de)零件(jian)(jian)成形(xing)、焊接和機械加(jia)工，50多年(nian)(nian)來，航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)(tian)科研和生產(chan)發展與鈦(tai)合(he)金的(de)(de)(de)(de)推(tui)廣應用(yong)(yong)有著緊密的(de)(de)(de)(de)聯系。早(zao)在上(shang)(shang)世紀(ji)五十(shi)年(nian)(nian)代(dai)初期，有一(yi)些軍(jun)用(yong)(yong)飛機上(shang)(shang)就開(kai)始(shi)用(yong)(yong)工業純鈦(tai)制造后機身隔熱(re)板、機尾(wei)罩、減速(su)板等受力(li)不大(da)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構件(jian)(jian)。上(shang)(shang)世紀(ji)六十(shi)年(nian)(nian)代(dai)開(kai)始(shi)，鈦(tai)合(he)金在飛機上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)逐(zhu)步擴大(da)到承(cheng)力(li)隔框、梁(liang)等主要受力(li)結(jie)構件(jian)(jian)，同時航(hang)空(kong)發動(dong)機壓氣機部分(fen)大(da)量(liang)(liang)開(kai)始(shi)采用(yong)(yong)鈦(tai)合(he)金。美國在上(shang)(shang)世紀(ji)七十(shi)年(nian)(nian)代(dai)的(de)(de)(de)(de)軍(jun)用(yong)(yong)戰斗機上(shang)(shang)，鈦(tai)合(he)金的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)(liang)就已經達(da)到結(jie)構重 量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)了(le)。從(cong)上(shang)(shang)世紀(ji)70年(nian)(nian)代(dai)開(kai)始(shi)，鈦(tai)合(he)金在戰術導彈、衛星、運載火(huo)箭等航(hang)天(tian)(tian)產(chan)品逐(zhu)漸獲得了(le)應用(yong)(yong)。

目(mu)前，鈦合(he)金已經發展成(cheng)為現代航空航天工業設計與(yu)生(sheng)產中廣(guang)有前途的(de)金屬結構材(cai)料(liao)，目(mu)前對(dui)于飛(fei)機(ji)的(de)先進(jin)程度以鈦合(he)金的(de)使用量來劃分。

1978年(nian)在(zai)原國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)計委(wei)和國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)防科下(xia)委(wei)的(de)(de)要求下(xia)，我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)原第(di)三(san)機(ji)械丁(ding)業(ye)部(現(xian)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)丁(ding)業(ye)集團公(gong)(gong)司(si)前(qian)身)、冶金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)工(gong)(gong)業(ye)部等(deng)(deng)單位(wei)組(zu)(zu)成了航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)材(cai)(cai)料(liao)赴英(ying)(ying)(ying)考(kao)(kao)察(cha)組(zu)(zu)趕赴英(ying)(ying)(ying)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)進行(xing)了為期(qi)一(yi)個(ge)半月的(de)(de)考(kao)(kao)察(cha)工(gong)(gong)作(zuo)。其(qi)中(zhong)(zhong)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)材(cai)(cai)料(liao)赴英(ying)(ying)(ying)考(kao)(kao)察(cha)組(zu)(zu)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)分(fen)組(zu)(zu)參(can)觀(guan)了國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)際航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)博覽會，并(bing)先(xian)后考(kao)(kao)察(cha)了英(ying)(ying)(ying)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)宇航(hang)(hang)公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)六個(ge)飛(fei)(fei)機(ji)廠(chang)(chang)(chang)(chang)、英(ying)(ying)(ying)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)羅羅公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)三(san)個(ge)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)廠(chang)(chang)(chang)(chang)，英(ying)(ying)(ying)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)帝國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬公(gong)(gong)司(si)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)分(fen)公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)冶煉廠(chang)(chang)(chang)(chang)和鍛造廠(chang)(chang)(chang)(chang)以及英(ying)(ying)(ying)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)皇家(jia)(jia)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)等(deng)(deng)單位(wei)。通(tong)過這次(ci)考(kao)(kao)察(cha)學習，我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)界人士才(cai)真(zhen)正認識到鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)(gong)業(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)重(zhong)要程度以及我(wo)們國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)材(cai)(cai)料(liao)與西方(fang)發(fa)(fa)達國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)的(de)(de)差(cha)距(ju)。當時我(wo)們國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)(gong)業(ye)主要生(sheng)產(chan)機(ji)種為J6飛(fei)(fei)機(ji)和WP6航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)，鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)飛(fei)(fei)機(ji)、航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)以及航(hang)(hang)天(tian)產(chan)品(pin)中(zhong)(zhong)的(de)(de)_丁(ding)程應用(yong)(yong)(yong)幾乎為零。為此(ci)考(kao)(kao)察(cha)組(zu)(zu)上書(shu)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)計委(wei)、國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)防科工(gong)(gong)委(wei)和三(san)機(ji)部，要求解決鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)和質量方(fang)面的(de)(de)關鍵(jian)技術以及編制鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)產(chan)品(pin)相關技術標準(zhun)，以加快(kuai)我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)航(hang)(hang)天(tian)工(gong)(gong)業(ye)用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)發(fa)(fa)展，同(tong)時推動(dong)(dong)我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)航(hang)(hang)天(tian)工(gong)(gong)業(ye)現(xian)代(dai)(dai)化(hua)的(de)(de)發(fa)(fa)展。在(zai)此(ci)種背景條件(jian)(jian)下(xia)，我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)原冶金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)部撫順特(te)鋼(gang)廠(chang)(chang)(chang)(chang)、寶(bao)雞有色金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬廠(chang)(chang)(chang)(chang)等(deng)(deng)單位(wei)開(kai)展了工(gong)(gong)業(ye)規模鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)研(yan)(yan)制生(sheng)產(chan)，航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)(gong)業(ye)部621所、148廠(chang)(chang)(chang)(chang)、3007廠(chang)(chang)(chang)(chang)等(deng)(deng)單位(wei)開(kai)展了鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)鍛件(jian)(jian)的(de)(de)研(yan)(yan)制生(sheng)產(chan)，其(qi)中(zhong)(zhong)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)148廠(chang)(chang)(chang)(chang)于1984年(nian)為美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)波(bo)音公(gong)(gong)司(si)成功研(yan)(yan)制生(sheng)產(chan)出了B747飛(fei)(fei)機(ji)用(yong)(yong)(yong)大型TC4鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)模鍛件(jian)(jian)，1985年(nian)該廠(chang)(chang)(chang)(chang)被正式批準(zhun)為波(bo)音鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)鍛件(jian)(jian)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)格(ge)供應商。上世紀80年(nian)代(dai)(dai)，我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)WPl3等(deng)(deng)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)開(kai)始大量使用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)制造壓氣機(ji)盤(pan)、葉片、機(ji)匣等(deng)(deng)部件(jian)(jian)，同(tong)時J7J8等(deng)(deng)改型飛(fei)(fei)機(ji)開(kai)始使用(yong)(yong)(yong)TC4、TB5、TB6等(deng)(deng)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)零部件(jian)(jian)。上世紀90年(nian)代(dai)(dai)至(zhi)今，隨(sui)著我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)新(xin)一(yi)代(dai)(dai)渦扇航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)和第(di)三(san)代(dai)(dai)戰(zhan)斗機(ji)的(de)(de)研(yan)(yan)制生(sheng)產(chan)，鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)丁(ding)業(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)得到了快(kuai)速發(fa)(fa)展，例(li)如其(qi)中(zhong)(zhong)J11系列飛(fei)(fei)機(ji)用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)占整個(ge)機(ji)體(ti)結(jie)構的(de)(de)18％左右；同(tong)時鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)也在(zai)我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)航(hang)(hang)天(tian)產(chan)品(pin)中(zhong)(zhong)獲得了廣泛(fan)應用(yong)(yong)(yong)，如TC4鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)燃料(liao)儲箱、TAl5鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)彈體(ti)結(jie)構、TC4鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)倉體(ti)、TB3鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)緊固件(jian)(jian)等(deng)(deng)。在(zai)這期(qi)間(jian)為了適應航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)航(hang)(hang)天(tian)工(gong)(gong)業(ye)用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)需要，逐(zhu)步形成了我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)航(hang)(hang)天(tian)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)系列標準(zhun)，包括(kuo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)標準(zhun)、航(hang)(hang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)工(gong)(gong)業(ye)標準(zhun)、國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)軍(jun)用(yong)(yong)(yong)標、型號標準(zhun)、企業(ye)標準(zhun)等(deng)(deng)。

本文結合(he)(he)(he)GB／T 3620.1-2007《鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)牌(pai)號(hao)和化學成(cheng)分》、GB／T 2965-2007《鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)棒(bang)材(cai)》、GJB2218-1994(航(hang)空用鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)棒(bang)材(cai)和鍛(duan)(duan)坯規范》、GJB 2744A-2007《航(hang)空用鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)鍛(duan)(duan)件規范》、111-CL-045C《TA15鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)棒(bang)材(cai)》、GJB2058-94《超低(di)溫用TA7ELI鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)鍛(duan)(duan)坯規范》、《航(hang)空材(cai)料(liao)手冊》等文獻資(zi)料(liao)，對目前我(wo)國航(hang)空工業使(shi)(shi)用的主要(yao)變形鈦(tai)(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)材(cai)料(liao)進行了匯總分類(lei)，并對其(qi)成(cheng)分、發(fa)明(ming)情況、使(shi)(shi)用特性進行了簡要(yao)介(jie)紹。

2、我國航空航天用變形鈦合金

2.1 α型鈦合金

2.1.1 TA7鈦合金

合(he)(he)(he)金名義成分為Ti-5Al-2.5Sn，該合(he)(he)(he)金是前(qian)蘇聯1957年研制(zhi)的(de)BT5-1鈦(tai)合(he)(he)(he)金，主要(yao)(yao)用于500℃以下(xia)(xia)工作的(de)航(hang)(hang)空發(fa)動機(ji)機(ji)匣等零(ling)件(jian)。我(wo)國(guo)于1965年仿制(zhi)，命名為TA7，用于制(zhi)造(zao)(zao)渦噴13發(fa)動機(ji)前(qian)機(ji)匣殼體，封(feng)嚴圈殼體、環(huan)(huan)件(jian)和(he)模鍛(duan)件(jian)轉接座等t11，其低間隙的(de)TA7ELI用于制(zhi)造(zao)(zao)航(hang)(hang)天飛(fei)行(xing)器(qi)-253℃條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)工作的(de)壓力(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)。目前(qian)該合(he)(he)(he)金在(zai)我(wo)國(guo)的(de)多種(zhong)型號航(hang)(hang)空發(fa)動機(ji)環(huan)(huan)形零(ling)件(jian)及(ji)航(hang)(hang)天飛(fei)行(xing)器(qi)低溫(wen)壓力(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)制(zhi)造(zao)(zao)中獲得了大量應用。該合(he)(he)(he)金β穩定元(yuan)素含量為零(ling)，中性(xing)元(yuan)素Sn≈2.5％，主要(yao)(yao)靠Al固溶強(qiang)化α相，α+β/β轉變溫(wen)度1040℃-1090℃，不能(neng)(neng)熱處理(li)強(qiang)化，通常在(zai)退火狀態下(xia)(xia)使用，在(zai)室溫(wen)和(he)高溫(wen)下(xia)(xia)具有良好的(de)斷裂韌性(xing)，焊接性(xing)能(neng)(neng)良好，但工藝塑性(xing)較差。長(chang)期工作溫(wen)度可(ke)達500℃，短時(shi)工作溫(wen)度可(ke)達800℃，室溫(wen)抗拉強(qiang)度≥785 MPa，大量用于制(zhi)造(zao)(zao)航(hang)(hang)空發(fa)動機(ji)環(huan)(huan)軋件(jian)航(hang)(hang)天飛(fei)行(xing)器(qi)壓力(li)(li)容(rong)(rong)器(qi)，目前(qian)也用于航(hang)(hang)空鈦(tai)合(he)(he)(he)金鑄件(jian)的(de)生(sheng)產。

2.1.2 TA13鈦合(he)金

合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)名(ming)義成分為(wei)Ti-2.5Cu，該(gai)(gai)(gai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)是(shi)英(ying)(ying)國(guo)研制(zhi)的IMl230鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，我(wo)國(guo)上世紀(ji)七十(shi)年代從英(ying)(ying)國(guo)引進了(le)斯貝航(hang)空(kong)(kong)發動(dong)機(ji)(MK202)全(quan)套生產(chan)技術，隨著斯貝航(hang)空(kong)(kong)發動(dong)機(ji)的國(guo)產(chan)化，寶雞有色金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬加(jia)工廠等(deng)相關單位開展了(le)IMl230鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的仿制(zhi)，命(ming)名(ming)為(wei)TA13。該(gai)(gai)(gai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)最(zui)初(chu)一直在(zai)退火狀態下使用(yong)，后(hou)(hou)來發現，該(gai)(gai)(gai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)淬火狀態下具(ju)(ju)有非常(chang)好的塑性(xing)(xing)，可(ke)以進行各種復雜板材的零件(jian)冷(leng)加(jia)工成型，然后(hou)(hou)在(zai)時效過程中(zhong)析出彌散的Ti：Cu金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬化合(he)(he)(he)物顆粒使強(qiang)度(du)(du)越(yue)提高大約25%。所以該(gai)(gai)(gai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)是(shi)目(mu)前(qian)唯一能(neng)夠熱處理強(qiang)化的α型鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，α+β/β轉變溫(wen)度(du)(du)895℃±10℃，合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)具(ju)(ju)有良(liang)好的丁(ding)藝塑性(xing)(xing)、焊接(jie)性(xing)(xing)能(neng)、熱穩(wen)定性(xing)(xing)，一般在(zai)退火狀態下使用(yong)，室溫(wen)抗拉(la)強(qiang)度(du)(du)>610 MPa，長期T作溫(wen)度(du)(du)可(ke)達(da)350℃，我(wo)國(guo)已經使用(yong)該(gai)(gai)(gai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)成功(gong)制(zhi)造了(le)航(hang)空(kong)(kong)發動(dong)機(ji)燃(ran)燒(shao)室外引射機(ji)匣、后(hou)(hou)錐體、排(pai)氣(qi)收集器加(jia)強(qiang)帶、加(jia)強(qiang)圈(quan)、支撐圈(quan)等(deng)。

2.2 近α型合金

2.2.1 TC1鈦合金

合金(jin)(jin)名(ming)義成分為Ti-2Al-1.5Mn，該合金(jin)(jin)是(shi)前蘇聯研制(zhi)的OT4-1鈦合金(jin)(jin)，我(wo)國于上(shang)世紀(ji)六十年代開(kai)始仿制(zhi)生(sheng)產，后命名(ming)為TC2。該合金(jin)(jin)是(shi)一種中等(deng)強度、高塑性的近α型合金(jin)(jin)，α+β/β轉(zhuan)變溫(wen)度920℃~930℃，具有良好的熱穩定性、焊接性能及工(gong)藝(yi)塑性，長期工(gong)作溫(wen)度可達350℃，室溫(wen)抗拉強度≥590 MPa。大量用于飛機、航(hang)空(kong)發動機及航(hang)天飛行器鈑金(jin)(jin)沖壓件(jian)的生(sheng)產。由于該合金(jin)(jin)中的Mn元素在真空(kong)熔(rong)(rong)煉狀態下熔(rong)(rong)煉時容易揮發，所以該合金(jin)(jin)熔(rong)(rong)煉時一般在充氬(ya)狀態下進行。

2.2.2 TC2鈦(tai)合金

合(he)(he)(he)金(jin)名義(yi)成分為(wei)Ti-4Al-1.5Mn，該(gai)合(he)(he)(he)金(jin)是(shi)前蘇(su)聯研制的O14鈦合(he)(he)(he)金(jin)，我國于上世紀六十年代初(chu)期(qi)開始(shi)仿(fang)制，后命名為(wei)TC2t23。該(gai)合(he)(he)(he)金(jin)是(shi)一種低(di)強度(du)、高塑(su)性的近α型合(he)(he)(he)金(jin)，α+β/β轉變溫(wen)度(du)940℃±20℃，具有良好(hao)的熱穩定性、焊接性能及工藝塑(su)性，長期(qi)工作溫(wen)度(du)可達350℃，短時使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)為(wei)750℃，室溫(wen)抗拉強度(du)≥685 MPa。目前廣泛用(yong)(yong)于制造飛(fei)機結(jie)構和航空(kong)發動機的各種板(ban)材沖壓成形(xing)零件及蒙皮。由于該(gai)合(he)(he)(he)金(jin)中的Mn元素在真(zhen)空(kong)熔煉(lian)狀態下(xia)熔煉(lian)時容(rong)易揮發，所(suo)以該(gai)合(he)(he)(he)金(jin)熔煉(lian)時和TC1鈦合(he)(he)(he)金(jin)一樣在充氬狀態下(xia)進(jin)行。

2.2.3 TA11鈦合金

合金(jin)名義成(cheng)分Ti-8Al-1Mo-1V，該合金(jin)是美(mei)國上世(shi)紀發(fa)明，具有(you)較(jiao)高的彈性(xing)模量(liang)(liang)和較(jiao)低的密度(du)，是目前比剛度(du)最高的工(gong)業鈦(tai)合金(jin)。合金(jin)α+β/β轉變溫(wen)度(du)1040℃左(zuo)右．長(chang)期工(gong)作溫(wen)度(du)可達450℃，雙重(zhong)退(tui)火狀態下室溫(wen)抗拉(la)強(qiang)度(du)≥895 MPa。主要用(yong)于制造(zao)航空發(fa)動機(ji)高壓(ya)壓(ya)氣機(ji)盤、壓(ya)氣機(ji)葉片、壓(ya)氣機(ji)機(ji)匣等(deng)。我國大(da)量(liang)(liang)使用(yong)該合金(jin)制造(zao)航空發(fa)動機(ji)轉子(zi)葉片，該合金(jin)對(dui)氯(lv)化(hua)物應(ying)力腐蝕較(jiao)敏感。

2.2.4 TA12鈦合金(jin)

相近牌號英(ying)國IMl829(Ti55)，名義成(cheng)分Ti-5.5Al-4Sn-2Zr-1Mo-1Nb-0.25Si，該(gai)合(he)金長(chang)期(qi)T作溫度可達(da)550℃，用(yong)于制(zhi)造(zao)航空(kong)發動機壓(ya)氣(qi)機盤(pan)、鼓(gu)筒、葉片等(deng)。該(gai)合(he)金具有(you)良(liang)好的(de)塑性，適合(he)于各種壓(ya)力加工成(cheng)形。我國使用(yong)該(gai)合(he)金制(zhi)造(zao)的(de)渦(wo)噴發動機鼓(gu)筒、高(gao)壓(ya)壓(ya)氣(qi)機盤(pan)、轉子(zi)葉片等(deng)都已(yi)經通過了長(chang)期(qi)試(shi)車。合(he)金α+β/β轉變溫度1005℃左右，一般在雙重(zhong)或三(san)重(zhong)退火(huo)狀(zhuang)態(tai)下使用(yong)，室溫抗(kang)拉強度≥950MPa。

2.2.5 TA15鈦(tai)合金

合金(jin)(jin)名義成分Ti-6.5AI-2Zr-1Mo-1V，該(gai)合金(jin)(jin)是前蘇聯上(shang)個世(shi)紀60年(nian)代初研制(zhi)(zhi)成功(gong)的(de)BT20近僅(jin)α型(xing)鈦合金(jin)(jin)。我國(guo)上(shang)個世(shi)紀九十(shi)年(nian)代從俄羅斯(si)引進了Su一27飛(fei)(fei)機(ji)生產線(xian)，為了滿(man)足su一27飛(fei)(fei)機(ji)的(de)國(guo)產化需(xu)求(qiu)，國(guo)內相關單位隨即(ji)開展了BT20鈦合金(jin)(jin)的(de)國(guo)產化丁(ding)作(zuo)，我國(guo)仿制(zhi)(zhi)后命名為TA15鈦合金(jin)(jin)，該(gai)合金(jin)(jin)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)結構(gou)件占(zhan)是Su-27飛(fei)(fei)機(ji)整機(ji)結構(gou)的(de)15％以上(shang)，該(gai)合金(jin)(jin)兼有(you)α型(xing)合金(jin)(jin)及α+β兩相鈦合金(jin)(jin)的(de)優點，具有(you)中等的(de)室溫(wen)和高溫(wen)強(qiang)度(du)、良好(hao)的(de)熱穩(wen)定性、焊接(jie)性能，工藝(yi)塑性良好(hao)。該(gai)合金(jin)(jin)長時(shi)間(3 000小(xiao)時(shi))工作(zuo)溫(wen)度(du)可達500℃，450℃ 工作(zuo)時(shi)壽命可達6 000小(xiao)時(shi)。合金(jin)(jin)α+β/β轉變(bian)溫(wen)度(du)1020℃±30℃，退火狀態下室溫(wen)抗拉強(qiang)度(du)≥950MPa。目前主要用于制(zhi)(zhi)造(zao)飛(fei)(fei)機(ji)、航空(kong)發動機(ji)以及新一代戰(zhan)術導彈、飛(fei)(fei)航導彈主要承力結構(gou)件的(de)制(zhi)(zhi)造(zao)，尤其是焊接(jie)件。

2.2.6 TA18鈦合金

合(he)金名義成(cheng)分Ti-3Al-2.5V，該合(he)金是(shi)美國上個世紀發明的(de)近僅(jin)α型鈦合(he)金。我國上個世紀八十年代開始仿制，后(hou)命名為TA18鈦合(he)金。該合(he)金具有良好的(de)冷成(cheng)形性能和焊(han)接性能，主要用于制造飛機、航(hang)空發動機以及航(hang)天飛行器各種(zhong)燃(ran)油、液壓管件，合(he)金α+β/β轉(zhuan)變溫度(du)925℃±10℃，一般在退(tui)火狀態下使用，最高工(gong)作溫度(du)越為315℃，室溫抗拉(la)強度(du)≥620MPa。

2.2.7 TA19鈦合金

合(he)(he)金名義成分Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo，該(gai)合(he)(he)金是美(mei)國20世(shi)紀(ji)60年代為了(le)(le)滿(man)足改善鈦合(he)(he)金高溫性能的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)，特別(bie)是為了(le)(le)滿(man)足噴氣航空(kong)(kong)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)使(shi)用(yong)要(yao)求而研制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種近儀型(xing)鈦合(he)(he)金。合(he)(he)金α+β/β轉(zhuan)(zhuan)變溫度990℃±10℃，合(he)(he)金最高使(shi)用(yong)溫度540℃，長期(qi)工作溫度540℃，雙(shuang)重或三(san)重退火狀態下使(shi)用(yong)，室溫抗拉強度≥930MPa。特點是具有(you)強度、蠕變強度、韌性和熱(re)穩定性能的(de)(de)(de)(de)(de)良好結合(he)(he)，并(bing)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)性能，主要(yao)應用(yong)于燃(ran)氣渦輪(lun)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)零(ling)件(jian)，發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)結構板(ban)材零(ling)件(jian)，飛機(ji)(ji)(ji)熱(re)端(duan)零(ling)件(jian)。目前國外大量使(shi)用(yong)Ti6242臺金制(zhi)(zhi)造航空(kong)(kong)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)部 件(jian)。如普惠(hui)公司制(zhi)(zhi)造的(de)(de)(de)(de)(de)JT9D及2037發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)用(yong)Ti6242臺金制(zhi)(zhi)造發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)氣機(ji)(ji)(ji)盤(pan)和轉(zhuan)(zhuan)子(zi)葉(xie)片，通(tong)用(yong)電子(zi)公司的(de)(de)(de)(de)(de)CF6-5、CF6-80等(deng)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)氣機(ji)(ji)(ji)盤(pan)和轉(zhuan)(zhuan)子(zi)葉(xie)片也(ye)使(shi)用(yong)了(le)(le)Ti6242合(he)(he)金。我(wo)國上個(ge)世(shi)紀(ji)九十年代開(kai)始仿制(zhi)(zhi)，后命名為TAl9，我(wo)國用(yong)于制(zhi)(zhi)造航空(kong)(kong)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)匣等(deng)零(ling)件(jian)。該(gai)合(he)(he)金也(ye)可應用(yong)于鑄件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)。其鑄造牌(pai)號(hao)為ZTC6鈦合(he)(he)金。

2.3 α+β型雙相鈦合金

2.3.1 TC4鈦(tai)合金

合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)名義成(cheng)分(fen)為Ti-6Al-4V，該合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)最初由美國在1954年(nian)首先研制成(cheng)功(gong)，目前已經(jing)發展成(cheng)為一種國際性(xing)(xing)的(de)鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，是(shi)目前人們對其(qi)研究最為全面、最為深(shen)入的(de)鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)。在航(hang)(hang)空(kong)、航(hang)(hang)天、民用(yong)(yong)等(deng)(deng)工業中得到了廣泛應(ying)用(yong)(yong)。我(wo)國牌號TC4，該具(ju)有(you)優(you)異的(de)綜合(he)(he)(he)力學性(xing)(xing)能，已經(jing)廣泛用(yong)(yong)于制造(zao)飛機(ji)(ji)結構中的(de)梁、框、起(qi)落架，航(hang)(hang)空(kong)發動(dong)機(ji)(ji)風扇、壓(ya)氣機(ji)(ji)盤、機(ji)(ji)匣、葉片(pian)等(deng)(deng)，航(hang)(hang)天飛行(xing)器(qi)(qi)的(de)壓(ya)力容器(qi)(qi)、倉體、緊固件(jian)、結構件(jian)等(deng)(deng)，同時也大(da)量用(yong)(yong)于其(qi)它各(ge)工業行(xing)業中，目前占鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)產量的(de)一半(ban)以(yi)上嘲。該合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)具(ju)有(you)良好的(de)工藝塑(su)性(xing)(xing)和超(chao)塑(su)性(xing)(xing)，合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)α+β/β轉變(bian)溫度(du)(du)980℃~1010℃，長期工作溫度(du)(du)可(ke)達400℃，一般在退火(huo)或固溶(rong)時效狀(zhuang)態下(xia)使用(yong)(yong)，室溫抗拉強度(du)(du)≥895 MPa。我(wo)國目前廣泛用(yong)(yong)于制造(zao)飛機(ji)(ji)主要承力結構件(jian)和航(hang)(hang)空(kong)發動(dong)機(ji)(ji)風扇盤、壓(ya)氣機(ji)(ji)盤、葉片(pian)以(yi)及(ji)航(hang)(hang)天飛行(xing)器(qi)(qi)壓(ya)力容器(qi)(qi)、結構件(jian)等(deng)(deng)。

鈦中的(de)間隙雜(za)質雖(sui)然(ran)能提(ti)高鈦的(de)強度(du)，但是這種雜(za)質不僅嚴(yan)重降低(di)合金(jin)的(de)塑(su)性(xing)和斷(duan)裂韌(ren)性(xing)，而且(qie)會(hui)加快(kuai)疲勞(lao)裂紋擴展速率，并使其他一些重要性(xing)能，如熱穩定性(xing)、蠕(ru)變(bian)抗(kang)力、缺口敏感性(xing)等變(bian)壞(huai)，所以(yi)近(jin)年(nian)來國內外為了(le)適(shi)應飛機結(jie)構設計所需(xu)的(de)損(sun)傷一容限要求，研制生產出了(le)高純度(du)的(de)Ti-6Al-4V(ELI)合金(jin)，其O含量(liang)小于0.13％。C含量(liang)小于0.08％，適(shi)宜于低(di)溫或要求高的(de)斷(duan)裂韌(ren)性(xing)時使用。

2.3.2 TC6鈦合金(jin)

該合(he)(he)(he)金(jin)是前(qian)蘇(su)聯研制的BT3-1鈦合(he)(he)(he)金(jin)，合(he)(he)(he)金(jin)名義(yi)成分(fen)為Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si，目前(qian)在(zai)俄羅斯得到廣泛應(ying)用(yong)。該合(he)(he)(he)金(jin)是一種綜合(he)(he)(he)性能(neng)良(liang)(liang)好(hao)(hao)的馬氏(shi)體(ti)型僅α+β型雙相鈦合(he)(he)(he)金(jin)，一般在(zai)退火狀態下(xia)使用(yong)，也可進行適當(dang)的熱(re)(re)處理強(qiang)(qiang)化。具有較高的室(shi)(shi)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度(du)，室(shi)(shi)溫(wen)(wen)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)≥980 MPa。具有良(liang)(liang)好(hao)(hao)的熱(re)(re)強(qiang)(qiang)性能(neng)，可長時間在(zai)400℃~450℃溫(wen)(wen)度(du)下(xia)工作，合(he)(he)(he)金(jin)α+β/β轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度(du)960℃～1000℃，該合(he)(he)(he)金(jin)具有良(liang)(liang)好(hao)(hao)的熱(re)(re)加工性能(neng)。目前(qian)主要用(yong)于制造航空發(fa)動機(ji)壓氣機(ji)盤和葉片等，也用(yong)于制造中等強(qiang)(qiang)度(du)的飛機(ji)主要承力結構件(jian)等，如隔框、接頭等。

2.3.3 TC11鈦合金

該(gai)合(he)金(jin)(jin)是前蘇(su)聯1958年(nian)(nian)開始研(yan)制(zhi)(zhi)、1966年(nian)(nian)研(yan)制(zhi)(zhi)成功用(yong)于(yu)(yu)(yu)500℃的(de)(de)(de)BT9熱強(qiang)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)，合(he)金(jin)(jin)名(ming)(ming)義成分為(wei)Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si，我(wo)國(guo)于(yu)(yu)(yu)上世紀70年(nian)(nian)代末80年(nian)(nian)代初開始仿制(zhi)(zhi)，后(hou)命(ming)名(ming)(ming)為(wei)TC11鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)。TC11是一種綜合(he)性(xing)(xing)能(neng)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)中,α+β型鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)，在(zai)500℃以(yi)下有(you)(you)優異的(de)(de)(de)熱強(qiang)性(xing)(xing)能(neng)(高溫(wen)強(qiang)度(du)、蠕(ru)變抗力等)，并具(ju)有(you)(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)室溫(wen)強(qiang)度(du)。該(gai)合(he)金(jin)(jin)具(ju)有(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)熱加T工藝性(xing)(xing)，合(he)金(jin)(jin)α+β/β轉變溫(wen)度(du)1000℃±20℃。該(gai)合(he)金(jin)(jin)常用(yong)于(yu)(yu)(yu)制(zhi)(zhi)造航空發(fa)動(dong)機(ji)壓氣(qi)機(ji)盤、葉片、鼓筒等零(ling)件，也用(yong)于(yu)(yu)(yu)制(zhi)(zhi)造飛機(ji)結構(gou)件。通過α+β區熱加工和α+β熱處(chu)理，獲得TC11合(he)金(jin)(jin)最(zui)高長期工作(zuo)溫(wen)度(du)為(wei)500℃，室溫(wen)強(qiang)度(du)≥1030 MPa。通過近β鍛造工藝生產的(de)(de)(de)TC11壓氣(qi)機(ji)盤鍛件長期工作(zuo)溫(wen)度(du)可達520℃閘。該(gai)合(he)金(jin)(jin)是我(wo)國(guo)目(mu)前使用(yong)范(fan)圍最(zui)廣(guang)、使用(yong)量最(zui)大、技術最(zui)為(wei)成熟的(de)(de)(de)熱強(qiang)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)(jin)，目(mu)前幾乎(hu)所有(you)(you)型號的(de)(de)(de)航空發(fa)動(dong)機(ji)都有(you)(you)應用(yong)。

2.3.4 TCl6鈦合(he)金

合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)名義成(cheng)分(fen)Ti-3Al-5Mo-4.5V，該(gai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)是前蘇聯上個世紀(ji)研制(zhi)的(de)(de)BT16馬氏體(ti)型aα+β型雙相(xiang)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)。我國上個世紀(ji)九十年代(dai)從俄(e)羅斯引進了Su-27飛(fei)機(ji)生產(chan)(chan)線，為(wei)了滿足(zu)Su-27飛(fei)機(ji)的(de)(de)國產(chan)(chan)化(hua)需求，國內相(xiang)關單位隨即開展了BT16鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)國產(chan)(chan)化(hua)工作，我國仿制(zhi)后命(ming)名為(wei)TC16鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)。該(gai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)主要用于制(zhi)造下作溫度350℃以下條件(jian)下工作的(de)(de)航(hang)空標準件(jian)，合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)α+β/β轉變(bian)溫度860℃+20℃，該(gai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)退火狀態下強度中等，但塑性非(fei)常好，可以像B型鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)一樣冷鐓(dui)成(cheng)形制(zhi)造螺栓(shuan)、鉚(liu)釘(ding)等標準件(jian)。強化(hua)熱處理后可獲得高的(de)(de)強度，室溫強度≥1030 MPa。我國在新(xin)型飛(fei)機(ji)上已(yi)經開始(shi)使用TC16鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)制(zhi)造的(de)(de)螺栓(shuan)、鉚(liu)釘(ding)。

2.3.5 TC17鈦合金

合(he)金(jin)名義(yi)成分Ti一-5Al-2Sn-2z-4Mo-4Cr，該(gai)合(he)金(jin)是上個世紀七(qi)十年代美國(guo)通用(yong)電氣(qi)公司以(yi)提高綜(zong)合(he)性能為目(mu)的(de)而發展起來的(de)一種高強度、高韌(ren)性和高淬(cui)透(tou)性的(de)近(jin)β型變形(xing)鈦(tai)合(he)金(jin)，我(wo)國(guo)從“七(qi)五”期間開始仿制(zhi)，國(guo)產牌號TC17。合(he)金(jin)最高工(gong)作(zuo)溫(wen)度427℃，室溫(wen)抗拉強度≥1120 MPa。我(wo)國(guo)目(mu)前(qian)使用(yong)該(gai)合(he)金(jin)制(zhi)造航空發動機(ji)風扇盤、壓氣(qi)機(ji)盤等。

2.3.6 TC18鈦合金

合金名義成分為Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe，該合金是前蘇聯航空材料研究院于上世紀70年代中期研制成功的一種高合金化、高強度近β型合金，俄羅斯牌號BT22，該合金具有高強、高韌、高淬透性，故稱“三高”鈦合金，退火狀態下強度極限可達1080 MPa，強化熱處理狀態下可達1200 MPa或更高，具有滿意的延伸率、斷面收縮率和沖擊韌性。根據不同性能和用途分為三種不同等級：①σ_b≥1078 MPa，K_IC>70 MPa·m^1/2；②σ_b≥1127 MPa，K_IC>65 MPa·m^1/2；③σ_b≥1176 MPa，K_IC>53MPa·m^1/2。在伊爾(er)76、伊爾(er)86、伊爾(er)96、及(ji)(ji)圖204、安(an)124等飛機(ji)上(shang)大(da)量(liang)制(zhi)造承力框及(ji)(ji)起落架(jia)部(bu)件。隨著我(wo)(wo)國軍機(ji)型號的不斷發展及(ji)(ji)大(da)型運輸機(ji)研制(zhi)的開展，我(wo)(wo)國開始仿制(zhi)該(gai)合金，我(wo)(wo)國仿制(zhi)后命(ming)名為TC18(2007版GB／T3620.1-2007)。

2.3.7 TC21鈦合金

TC21鈦合金是西北有色金屬研究院、北京航空材料研究院等單位聯合研制的具有我國自主知識產權的第一個高強高韌損傷容限鈦合金，合金名義成分Ti-6Al-2Mo-1.5Cr-2Zr-2Sn-2Nb。該合金目前用于制造飛機重要結構件。目前使用狀態下σ_b≥1100 MPa，K_IC>70MPa·m^1/2。該合(he)金(jin)已經在我國第三代先進飛機上(shang)獲(huo)得了工(gong)程化(hua)應(ying)用。

2.3.8 TC25鈦(tai)合金

TC25鈦合(he)金(jin)是我國近年來在仿(fang)制(zhi)某(mou)型航空(kong)發動(dong)機(ji)過程中(zhong)仿(fang)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)俄羅斯BT25鈦合(he)金(jin)，BT25是前(qian)蘇(su)聯1971年研制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)體型的(de)(de)(de)(de)(de)aα+β兩相熱強(qiang)(qiang)(qiang)鈦合(he)金(jin)，合(he)金(jin)里添加了(le)高(gao)熔點的(de)(de)(de)(de)(de)Mo、W大大提(ti)高(gao)了(le)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)熱強(qiang)(qiang)(qiang)性(xing)和(he)耐熱性(xing)，也(ye)提(ti)高(gao)了(le)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)壽命，BT25合(he)金(jin)在常(chang)溫、高(gao)溫下(xia)均具有優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能(neng)，其使(shi)(shi)用溫度可(ke)(ke)達550℃，合(he)金(jin)名義(yi)成(cheng)分Ti-6.5Al-2Mo-1Zr-1Sn-1W-0.2Si。BT25合(he)金(jin)可(ke)(ke)在適當的(de)(de)(de)(de)(de)熱變形(xing)條件(jian)、熱處理制(zhi)度下(xia)(950℃~970℃，1 h，空(kong)冷(leng)+530 ℃一570℃，6 h，空(kong)冷(leng))可(ke)(ke)獲得較(jiao)為理想的(de)(de)(de)(de)(de)綜合(he)性(xing)能(neng)。作(zuo)為馬氏(shi)體型α+β兩相鈦合(he)金(jin)，BT25合(he)金(jin)較(jiao)該系列其它熱強(qiang)(qiang)(qiang)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)突出(chu)優(you)點是其下(xia)作(zuo)使(shi)(shi)用溫度500℃．550℃，在500 oC以(yi)下(xia)工作(zuo)時間達6000 h，在550℃工作(zuo)時間達3000 h，因此被推薦(jian)用于制(zhi)造(zao)高(gao)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)氣機(ji)零件(jian)(主要是壓(ya)(ya)氣機(ji)盤)。BT25合(he)金(jin)制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)(ban)成(cheng)品有鍛(duan)件(jian)、模鍛(duan)件(jian)、棒材和(he)其他形(xing)式的(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)(ban)成(cheng)品。

2.4 β及近β鈦合金

2.4.1 TB3鈦合(he)金

TB3鈦合金是一種可熱處(chu)理(li)強(qiang)化(hua)的(de)(de)亞穩(wen)定(ding)β型鈦合金，合金名義(yi)成(cheng)分為Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5A1。該合金的(de)(de)主要優點是固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)狀態具(ju)有(you)優異的(de)(de)冷成(cheng)形性能，其(qi)冷鐓(dui)比(Dt／D0)可達2.8，固(gu)溶(rong)+時效制(zhi)度處(chu)理(li)后可獲得(de)高的(de)(de)強(qiang)度，主要用于制(zhi)造使用溫度低于300℃的(de)(de)1100 MPa級以(yi)上高強(qiang)度航空(kong)航天(tian)緊固(gu)件。

2.4.2 TB6鈦合金

50年代的朝鮮戰爭，美國飛機在戰場被擊落擊傷近1000架，60年代的越南戰爭，美國飛機的損失更加慘重，累計4000多架。兩次大的戰爭美國的財力損失很大，但大大促進了美國鈦工業和鈦加工技術的發展。美國在總結越南戰爭中飛機事故時發現，飛機機體結構常常出現一種低應力的斷裂事故，即構件的工作應力低于材料的屈服強度而發生的脆性斷裂事故。經材料和力學家的分析發現，構件內部常常存在一種宏觀尺度裂紋。這種裂紋有可能是鑄造、鍛造、熱處理，甚至機械加工產生的。因此，這種帶有裂紋的構件使用時的安全性、可靠性和壽命，當然不能用σ_b、σ_b0.2、δ5、巾、ak來衡量了。而是應該用裂紋失穩擴展的抵抗能力來評價。如果材料的裂紋失穩擴展抵抗能力越好，那么使用越安全，或者說，即使構件中存在裂紋，照樣可以使用而且不會造成斷裂或者很快就斷裂。把這個能力叫做斷裂韌性，材料上稱K_IC。20世紀70年(nian)代的(de)飛機(ji)設計者，已經考(kao)慮到提高飛機(ji)構(gou)件(jian)(jian)的(de)結構(gou)效益和(he)構(gou)件(jian)(jian)的(de)壽(shou)命(ming)了。而β鈦合金正(zheng)好可滿足這一點。可以在更高的(de)強度水平上比(α+β)兩相鈦合金具有更好的(de)斷裂韌性。

在這種需求背景下，美國Timet公司于1971年研制生產了Ti-1023鈦合金，該合金名義成分為Ti-10V-2Fe-3Al，常規使用狀態下σ_b≥1100 MPa，K_IC>60MPa·m^1/2，是迄(qi)今(jin)(jin)為止應用(yong)最為廣泛的一種高強高韌近β型鈦合(he)(he)(he)金(jin)，是一種為適(shi)應損傷(shang)容(rong)限(xian)性設計原則而產生的高結構效益、高可靠(kao)性和低制(zhi)造成本的變形鈦合(he)(he)(he)金(jin)，合(he)(he)(he)金(jin)中(zhong)以(yi)Fe和V為主(zhu)(zhu)要(yao)β穩定元素(su)(su)。已經應用(yong)于波音777客機起落(luo)架主(zhu)(zhu)梁、A380主(zhu)(zhu)起落(luo)架支撐等(deng)部件(jian)制(zhi)造。我國(guo)從1986年(nian)開始該合(he)(he)(he)金(jin)的材料(liao)的仿制(zhi)及應用(yong)研究工作，仿制(zhi)后命(ming)名為TB6鈦合(he)(he)(he)金(jin)。國(guo)內(nei)(nei)生產的Ti-1023早期用(yong)于生產殲八Ⅱ飛機58框腹(fu)鰭接頭模鍛件(jian)、用(yong)于殲七系列(lie)飛機減速板梁自由(you)鍛件(jian)和模鍛件(jian)，在后期的JH7飛機中(zhong)獲得了大量應用(yong)。該合(he)(he)(he)金(jin)的主(zhu)(zhu)要(yao)缺(que)點(dian)就(jiu)是β穩定元素(su)(su)偏析(xi)，該缺(que)點(dian)是我們國(guo)內(nei)(nei)至今(jin)(jin)未能(neng)完全(quan)解決的技術難(nan)點(dian)。

2.4.3 TB8鈦(tai)合金

該(gai)合(he)(he)金(jin)是美(mei)(mei)國Timet公司(si)于1989年針對美(mei)(mei)國國家航空航天(tian)飛機計劃(hua)NASP對抗氧(yang)化金(jin)屬及(ji)復合(he)(he)材料(liao)基體的(de)(de)需求而研(yan)制的(de)(de)一種亞(ya)穩(wen)定β型鈦(tai)合(he)(he)金(jin)，美(mei)(mei)國牌號(hao)為(wei)β21s，該(gai)合(he)(he)金(jin)名義成分(fen)Ti-3Al-15Mo-2.7Nb-0.25Si。TB2、TB3、TB5、TB6等B鈦(tai)合(he)(he)金(jin)主要(yao)β穩(wen)定元素都采用(yong)V，但(dan)由于V的(de)(de)抗氧(yang)化能(neng)力很差，所以(yi)這些β鈦(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)使用(yong)溫度一般(ban)都不超過300℃。由于β21s鈦(tai)合(he)(he)金(jin)是針對NASP計劃(hua)而研(yan)制的(de)(de)，要(yao)求合(he)(he)金(jin)要(yao)具有良(liang)好的(de)(de)抗氧(yang)化性能(neng)和(he)高(gao)溫性能(neng)，所以(yi)β21s合(he)(he)金(jin)設計時Bβ穩(wen)定元素選用(yong)抗氧(yang)化性能(neng)良(liang)好的(de)(de)的(de)(de)高(gao)熔點Mo和(he)Nb。

該合金(jin)不僅具有(you)(you)優(you)異成形性、深淬(cui)透性、良(liang)好的(de)抗(kang)腐(fu)蝕能(neng)力，還具有(you)(you)優(you)異的(de)高溫(wen)抗(kang)氧化性能(neng)，可用于(yu)制作(zuo)有(you)(you)溫(wen)度要求的(de)飛機結構件(jian)或發(fa)動(dong)機部件(jian)緊(jin)固(gu)件(jian)和液壓管材(cai)等(deng)，還可用作(zuo)金(jin)屬基(ji)復合材(cai)料的(de)基(ji)體、鑄(zhu)件(jian)等(deng)。該合金(jin)是(shi)飛機發(fa)動(dong)機艙附近導(dao)風(feng)罩(zhao)類(lei)零(ling)件(jian)的(de)理(li)想材(cai)料，例如波(bo)音(yin)777飛機發(fa)動(dong)機艙導(dao)風(feng)罩(zhao)選用該合金(jin)后(hou)產生了很好的(de)效果。

我國在20世紀90年代(dai)(dai)初開始(shi)對β21s鈦合金進行國產化研究，材(cai)料(liao)(liao)已研制成功，該(gai)合金國內相對應(ying)的牌號為TB8，主要產品型態為板材(cai)、棒材(cai)、鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)、帶材(cai)，也可生(sheng)產箔材(cai)、絲材(cai)、管(guan)材(cai)等。國內某(mou)型號飛(fei)機機身發(fa)動機風罩零(ling)件(jian)(jian)上用(yong)TB8代(dai)(dai)替1Crl8Ni9Ti不銹(xiu)鋼(gang)，使(shi)飛(fei)機減(jian)重(zhong)14 kg，并(bing)提高(gao)(gao)了零(ling)件(jian)(jian)的抗(kang)腐蝕性(xing)、熱穩定性(xing)。而采用(yong)該(gai)材(cai)料(liao)(liao)代(dai)(dai)替30 CrMnSiA結(jie)構鋼(gang)制造(zao)某(mou)機后，機身承力框(kuang)上框(kuang)段3個鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)結(jie)構件(jian)(jian)的焊接組合件(jian)(jian)實現減(jian)重(zhong)15％，20％，大大提高(gao)(gao)了飛(fei)機的結(jie)構效(xiao)益。

航空航天標準件在其生產制造過程中要求材料具有良好的冷鐓成型性能，且在其熱處理后要獲得足夠高的強度。B型鈦合金由于在固溶狀態下具有優異的冷成型性能，且其在隨后時效處理狀態下可獲得很高的強度，所以大量應用于高品質航空航天標準件的生產制造。列入我國《航空材料手冊》的用于制造航空標準件的B型鈦合金主要有TB2、TB3，這兩種型鈦合金主要應用于1 100 MPa級標準件的制造。隨著我國航空航天工業的迅速發展，新一代標準件要求其強度水平達1300MPa級以上，所以研究和發展1300 MPa級以上的β型鈦合金材料及其加工工藝成為我國材料工程技術人員的當務之急。對于冷加丁成型性能優異的130MPa級超高強度β型鈦合金，我國目前尚無十分成熟的合金可用，國外資料顯示β21s鈦合金具有優異的冷加工成型性能及深的淬透性，熱處理后可獲得很高的強度。為此，我公司開展了超高強度緊固件用TB8合金棒絲材的研制生產及應用研究工作，目前已經研制生產出了σ_b≥1300MPa、δ5≥8％的TB8鈦合金棒絲材(cai)及形成了全套(tao)冷熱加(jia)T工藝，并(bing)已經在航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天標準件(jian)生產廠加(jia)工出了各種規(gui)格的超高強度航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天標準件(jian)，滿足了型號設計需求。

3、總結

可以(yi)看出(chu)，目前我(wo)國(guo)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)工業使用(yong)變形鈦(tai)合(he)金材(cai)料90％以(yi)上(shang)是仿制(zhi)前蘇聯、美國(guo)等工業發達(da)國(guo)家，而且大(da)多(duo)數是在航(hang)空(kong)發動機(ji)或(huo)飛機(ji)或(huo)導(dao)彈的仿制(zhi)、技術(shu)借鑒或(huo)引進改進過程(cheng)中被(bei)動進行的。雖然，我(wo)國(guo)很多(duo)材(cai)料研制(zhi)單位從上(shang)世紀80年代至(zhi)今(jin)研制(zhi)開發了很多(duo)自主知(zhi)識產(chan)權的鈦(tai)合(he)金，但因為種種原因大(da)多(duo)數未獲得工程(cheng)化(hua)應(ying)(ying)用(yong)，最終在實驗室(shi)不了了之。所以(yi)，我(wo)們(men)國(guo)家鈦(tai)合(he)金工業今(jin)后發展(zhan)(zhan)的方向應(ying)(ying)立(li)足(zu)于產(chan)學(xue)研用(yong)一體化(hua)發展(zhan)(zhan)，開發合(he)金應(ying)(ying)立(li)足(zu)于工程(cheng)應(ying)(ying)用(yong)，真(zhen)正實現研有所用(yong)。

參考文獻：

【1】航空材料(liao)手(shou)冊【M】．Bei Jing：China Standard Publishing Company，2002．

【2】王金友。葛志明．航(hang)空(kong)用鈦合(he)金【M】．上海：Shanghai Science and Techology Publishing House，1985．

【3】Seeing About Group of Aviation Materials tO U．K．Technology Reports of Titanium Materials(赴英考(kao)察(cha)“鈦(tai)合金”技(ji)術報告)．ThirdMachanical Industry Ministry，1978．

【4】閔(min)新華，朱益潘。劉(liu)金生．鈦合(he)金大(da)規(gui)格棒材(cai)的鍛造【J】．稀(xi)有金屬材(cai)料(liao)與工程。2008，37(增3)：250—252．

【5】付艷艷，宋月清(qing)，惠松驍(xiao)．航空用鈦合金的研究與應用進展【J】．稀有金屬，2006。30(6)：850—856．

【6】魏志堅，姜明．鈦合(he)金整體機匣大型異形環成(cheng)形工藝研(yan)究【J】．航空與航天，1999，3．

【7】史正敏．6242S高溫鈦(tai)合金板材的組織特點【J】．中國鈦(tai)業，2007，12(3)：32—35．

【8】張(zhang)源，張(zhang)愛(ai)荔(li)，李(li)惠(hui)娟(juan)．鈦合金的(de)(de)表(biao)面(mian)氧化及其對疲(pi)勞性(xing)能的(de)(de)影響【J】．鈦工業進展(zhan)，2010，27(1)：25—27．

【9】趙永慶，奚正平，曲恒磊．我國航空用鈦合金材料(liao)研(yan)究現(xian)狀【J】．航空材料(liao)學(xue)報，2003，23(10)：215—219．

【10】王曉(xiao)英，周建(jian)華，龐(pang)克昌，鈦合(he)金盤(pan)軸等溫(wen)精密鍛件【J】．稀有金屬材料與工程，2008，37(增(zeng)3)：227—229．

【11】附艷艷，宋月(yue)清，惠松驍．航空用(yong)鈦合金的(de)研(yan)究(jiu)與應用(yong)進展【J】．稀有(you)金屬(shu)，2006，30(6)：850-856．

【12】魏壽庸(yong)，王鼎春，雷家(jia)峰，BT22及(ji)其改進(jin)型(xing)鈦(tai)合金【J】．中國鈦(tai)業(ye)，2007。3：2l一27．

【13】韓棟，張鵬省，毛小南．兩種典(dian)型熱處(chu)理工藝對TCl8鈦合(he)金(jin)組織性能的影響fJ】．鈦工業進展。2009，26(6)：19-21．

【14】趙(zhao)永慶，曲恒(heng)磊。陳軍．損(sun)傷容限鈦合(he)金研究【J】．稀(xi)有(you)金屬材料與工程，2008，37(增3)：26—29．

【15】史小云(yun)，杜建超。王文盛．鈦合金棒材(cai)的組(zu)織和性(xing)能研究【J】．鈦工(gong)業進展，2009，26(2)：28—30．

【16】袁少沖(chong)，毛小南(nan)，張(zhang)鵬省．熱強鈦合(he)金BT25組織(zhi)與性能【J】．鈦工業進(jin)展．2006，23(3)：19—22．2

【17】腸慧(hui)麗，魏壽庸(yong)，何書(shu)林．改進(jin)型BT25y鈦合金熱處理工藝對(dui)棒(bang)材組織性能的影響【J】．中國鈦業(ye)，2007，3：36—38．

【18】朱益(yi)潘，閔新(xin)華，于衛敏．鈦(tai)合金盤(pan)母鍛盤(pan)件的組織與(yu)性能【J】．稀(xi)有金屬材料與(yu)工程(cheng)，2008，37(增3)：46-48．

【19】彭(peng)艷萍，曾(ceng)凡昌，王(wang)俊杰．國外航空(kong)鈦合金(jin)的發展應用及其(qi)特點(dian)分析【J】．材料工程，1997，10：3-6．

【20】李明(ming)怡．航(hang)空用(yong)鈦合金(jin)結構材料．世界有色金(jin)屬，2000，6：17—20

【21】張喜燕，趙(zhao)永慶(qing)，白晨光．鈦合金及應用．2005

【22】錢九(jiu)紅．航空航天用新型鈦合(he)金的研究發(fa)展(zhan)及應用(J】．稀有金屬，2000，3(24)：218-223．

【23】邱(qiu)惠中，吳志紅．國外航天材料的新進展【J】．宇航材料工藝，1997。27(4)：5-14．