航空发动机用新型高温钛合金研究进展

《航空发动机用新型高温钛合金研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、先进高温材料ADVANCEDHIGH-TEMPERATUREMATERIAL航空发动机用新型高温钛合金研究进展RecentDevelopmentofHigh-TemperatureTitaniumAlloysforAeroengine中航工业北京航空材料研究院　　黄　旭　李臻熙　高　帆　黄　浩TiAl和SiCf/Ti复合材料将是新一代高推重比航空发动机用的两种关键结构材料。国外已完成材料研制、应用研究与零部件试验考核等大量研究工作，将很快在下一代新型航空发动机上获得应用。我国目前在TiAl合金工程

2、化应用研究、典型零件研制与考核试验等方面与国外尚存在较大差距。而SiCf/Ti复合材料刚刚进入应用研究阶段，SiCf/Ti复合材料零件设计与制造经验欠缺。国外先进航空发动机中，高温机技术（IHPTET）”计划中提出了高钛合金用量已占到发动机总重量推重比、高性能发动机结构质量减黄　旭的25%~40%，如第三代发动机F100轻50%，推重比提高100%的发展博士、研究员，现任北京航空材料的钛合金用量为25%，第四代发动目标，材料和制造技术的贡献率为研究院钛合金研究所所长，中国航空工[1]业集团公司先进

3、钛合金航空科技重点机F119的钛合金用量为40%。我50%~70%。而随着航空发动机推实验室主任，在钛合金成分设计、热工国第二代航空发动机钛合金用量重比的不断提高，压气机出口温度不艺、组织性能关系等材料研究和应用研约13%~15%，使用温度一般不超过断升高，对耐更高温度的新型高温钛究方面有较深入的研究。主持完成16400℃。第三代航空发动机中钛用量合金提出了迫切需求。本文介绍了项总装预研、重点型号、国家自然科学基金、武器装备预研基金、航空基金、国达到25%。高温钛合金主要用于制我国航空发动机用高温

4、钛合金材料际合作等项目。担任中国有色金属工造航空发动机压气机叶片、盘和机匣体系的发展状况，对TiAl合金、SiC业协会钛锆铪分会副会长（2002~2004等零部件，这些零件要求材料在高温纤维增强钛基复合材料两种新型高年，2006~2008年），中国有色金属学会工作条件下（300~600℃）具有较高温钛合金国外研究现状和应用情况材料科学与工程学术委员会委员，中国材料研究学会金属间化合物和非晶分的比强度、高温蠕变抗力、疲劳强度、进行了详细阐述。会理事，《材料工程》编辑委员会委员，持久强度和组织稳定性。

5、中国石油大学兼职教授发表了70余篇我国航空发动机用高温新一代高推重航空发动机研制学术论文。钛合金材料的发展需要更先进的材料与工艺支持。美国国防部在“综合高性能涡轮发动航空发动机压气机叶片、盘和机70航空制造技术·2014年第7期　先进高温材料ADVANCEDHIGH-TEMPERATUREMATERIAL匣等零件要求在室温至较高的温度经正式获得应用的600℃高温钛合纤维增强钛合金可以使基体合金使范围内具有高的瞬时强度和持久强金是IMI834钛合金，该合金已经成用温度提高100~150℃，SiC/T

6、iAl合度、高温蠕变抗力、组织稳定性和高功应用于EF2000战斗机动力装置金最高工作温度可达900℃，目前尚低周疲劳性能。α型和近α型钛EJ200发动机上，用于制造高压压气处于实验室研究阶段，技术成熟度只合金具有良好的蠕变、持久性能和焊机整体叶盘。我国的600℃高温钛有2~3级。接性，因此适合于在高温环境下使合金Ti60还处于研制阶段，尚未获用。近β型和β型钛合金尽管在得正式应用。TiAl合金室温至300℃左右具有高的拉伸强随着发动机零部件工作温度的1　TiAl合金的发展历史度，但在更高的温度，合

7、金的蠕变抗逐渐提高，钛合金的使用温度越来越TiAl基合金至今已经发展了3力和持久性能急剧下降。α+β型高，材料技术发展从固溶强化技术代，早在20世纪50年代McAndrew钛合金既具有良好的热加工性能，向有序强化技术发展，并进一步向和Kessler就发现二元TiAl铸造合在中温环境下又有良好的综合性SiC纤维复合强化技术发展，其发展金具有良好的抗氧化性能和高温性能。按照发动机零件的使用环境和趋势见图1。固溶强化技术的发展能。但因其室温塑性和断裂韧性太对材料的性能要求，α型、近α型使钛合金工作温度由

8、400℃提高到低，相当长一段时间内TiAl基合金和α+β型钛合金更能满足发动机了600℃，这些钛合金的技术成熟度的发展缓慢。第一代TiAl基合金的工作要求。经过半个世纪世界各达到了6~8级。进一步提高工作温的代表是由美国空军材料实验室和国钛合金研究工作者的努力，目前固度则需要依靠有序强化的Ti-Al系P&W公司于1975~1983年间共同开[6-7]溶强化型航空发动机用高温钛合金金属间化合物，包括TiAl、Ti3Al和发的Ti-48Al-1V-0.3C（文中除的最高工作温度由350