航空用钛合金的研究与应用进展

钛合金以其比强度高、耐腐蚀性好等特点在航空航天领域得到了广泛的应用。从高强钛合金（Ti-1023，Ti-15-3，（-21S，BT22，TB10）、高温钛合金（Ti-6242S，Ti-1100，IM1834，B136，Ti-60）、阻燃钛合金（Alloy C，BTT-1，BTT-3，Ti-40）和损伤容限钛合金（Ti-6Al-4VELI，Ti-6-22-22S，TC21）4个研究领域重点介绍了国内外航空用钛合金的研究和应用现状，分析了各领域典型航空用钛合金的成分、组织性能等特点，并提供了钛合金发展的方向。     

β钛合金在飞机中的应用

美国、法国、德国、英国、日本、俄罗斯和中国的一些主要飞机制造工业厂家都开始采用β钛合金来生产飞机机体和发动机构件,主要原因是它们具有优良的综合性能,可加工成各种零件．目前最令人感兴趣的β钛合金包括用于制造锻件的Ti-10V－2Fe－3Al（Ti－10－2-3）,用于制造钣金构件和铸件的Ti-15V-3Cr－3Al-3Sn（Ti－15－3）、BT－22（Ti－5Al-5V－5Mo－1Fe－1Cr）和用于制造弹簧的Ti-3Al-8V－6Cr－4Mo－4Zr（Ti－38－6－44,β-C）;另外,由于Ti-14．7Mo－2．7Nb－3Al-0．2Si（β-21S）合金兼有出色的耐高温和抗腐蚀能力,…     

高温钛合金的发展和应用

本文介绍了国际上高温钛合金的发展和研究现状,涉及的主要钛合金有:美国的Ti-64,Ti-6246,Ti-1100合金;英国的IMI系列钛合金;俄罗斯的BT8,BT9,BT18,BT36和我国自行研制的Ti-60,Ti-600合金等。讨论了这些合金的化学成分、主要特性及应用情况,总结了高温钛合金的发展方向和一般规律,得出结构:各国发展高温钛合金的方向基本一致,从合金体系来说,Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α钛合金在高温钛合金中占主导地位;Si元素几乎是高温钛合金中必不可少的重要元素;Nb,Y,Ce,Nd等稀土元素可提高合金的抗氧化性能,正得到越来越广泛的应用。     

β钛合金的强韧化机制分析

β钛合金的合金成分、热处理工艺和显微组织决定了合金的强韧性.β钛合金的β稳定元素和中型元素Zr可以提高合金的强度,降低断裂韧性.细小的β晶粒不能有效提高时效态β钛合金的强度,可以降低Ti-15-3合金的断裂韧性,对β-C和Ti-1023合金的断裂韧性无明显影响.时效态β钛合金的强度主要取决于时效析出的次生α相的含量和尺寸,在含有同样初生α相的情况下,细小的次生α相可以显著提高合金的强度.初生α相的粗化以及初生相从球状转变为片状会导致β钛合金塑性降低,断裂韧性提高.β钛合金的双态组织具有良好的强度、塑性和韧性的匹配.     

BT16合金中以铁代钒和钼的可能性

钛合金之所以价格较高不仅是因为钛本身的价值较高 ,而且还由于使用了一些稀贵的 β稳定剂作合金元素。最便宜的 β稳定剂是 Fe,俄罗斯的一些传统钛合金中加入了少量的 Fe,如 AT类合金、BT3-、BT2 3、BT2 2等。其它国家的钛合金以前很少用 Fe作合金元素 ,因为钛与铁可能形成共晶而降低合金的塑性和耐热性。但还是有一些 α+ β的钛合金添加了 Fe,如 Ti- 6 Al- 6 V- 2 Sn- 1 .7Cu-1 .7Fe,Ti- 5Al- 1 .2 5Fe- 2 .75Cr,Ti- 5Al-2 .5Fe等。一些含 Fe的近 β合金 ,如 Ti-1 0 V- 2 Fe- 3Al,Ti- 8Mo- 8V- 2 Fe- 3Al,Ti-6 .8Mo- 4.7…     

Ti—15Mo—3Al—2.7Nb—0.2Si钛合金的成分,加工工艺与性能

Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si合金(简称β21钛合金)是近年来美国TIMET公司研制开发的一种综合性能优异的亚稳β型钛合金.国外研究表明:该合金和Ti-15-3钛合金相似,具有与工业纯钛相同的冷变形性能,可轧成板材、带材和箔材,也可加工成棒材和锻件.该材料在冷状态下可加工成形钣金构件,经时效后在保证具有较高塑性     

β—CEZ钛合金的加工性能和应用

β-CEZ钛合金是由欧洲锆公司(CEZUS),兼顾了Ti-662-Zr合金的强度和韧性、Ti-17合金的中等温度下抗蠕变能力和Ti-10-2-3合金的强度和热处理敏感     

亚稳β钛合金Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn的单时效及双时效研究

<正>在过去的30年中,亚稳β钛合金因具有比α+β钛合金更为优异的成形性和淬透性而得到越来越多的关注和应用。亚稳β型Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn(Ti-15-3)合金可用于替代Ti-6Al-4V合金,满足航空用金属薄板的需求。该合金具有出色的冷成形性,并且其机械性能可以通过改变时效处理工艺进行调控。Ivasishin等人的研究表明,与单时效处理相比,双时效处理在改善Ti-15-3合金弹限强度和抗拉强度的同时,还可以改善合金的面缩及延伸率。此外,时     

550℃用高温钛合金的研发

应高推比航空发动机的需求,英国、美国、俄罗斯、中国等对高温钛合金进行了大量的研究工作。世界各国研发的550℃用高温钛合金主要有IMI829、Ti-6242S、BT25、BT25Y、Ti-55、Ti-53311S和Ti-633G合金等。简述了这几种合金的合金化特点,介绍了合金化的各种元素在合金中所起的作用,重点阐述了Si元素对合金蠕变性能的影响;同时回顾了这几种钛合金的研发状况、室高温拉伸性能、应用状况,以及稀土元素对部分高温钛合金组织性能的影响等,并展望了其未来的发展趋势与重点研究方向。     

高强高韧钛合金研究与应用进展

航空航天业的发展对高强度、高断裂韧性的新型钛合金的需求越来越迫切,研究具有自主知识产权并用于航空大型结构件的新型高强高韧钛合金得到世界各国的重视.综合评述了国外传统的Ti-1023、BT22合金、β-21S合金、β-C合金,新型Timetal555和VST55531合金以及我国的TB2和TB10合金等7种高强高韧钛合金研究及应用现状,分析了合金的成分、组织、强度、塑性、断裂韧性等特点.根据国内外高强高韧钛合金发展现状,提出发展方向:研制Rm≥1300 MPa,K(IC)≥55 Pa·m(1/2)新型高强韧钛合金;新型合金成分应以Ti-Al-Mo-V-Cr系为主;探索加工工艺与高强高韧钛合金合金组织及性能的关系;发展具有优异的淬透性及良好的锻造性能为主的大型锻件用高强高韧钛合金.     

600℃高温钛合金的研发

近年来,随着航空航天事业的发展,高温钛合金的研究与应用受到了越来越多的关注。目前,各国研发的600℃高温钛合金主要有IMI834、Ti-1100、BT36、BT18Y、Ti60和Ti-600合金等,其中,前4种已获得工业应用。首先概述了600℃高温钛合金的合金化特点,指出未来高温钛合金仍将向着成分多元化方向发展,稀土元素的应用是研究重点方向之一。接下来对几种典型的高温钛合金的性能特点、室高温力学性能进行了重点介绍,最后展望了其未来重点发展的方向。     

外科植入物用钛合金研究进展和标准化现状

介绍了外科植入物用钛的研究：（1）纯钛，Ti-6Al-4V合金；（2）Ti-6Al-7Nb合金；（3）新型β钛合金（Ti-13Nb-13Zr,Ti-12Mo-6Zr-2Fe,Ti-15Mo-2.8Nb-0.2Si合金）；（4）Ti-Ni合金，概述了其研究进展，这些合金的性能特点，应用和标准化现状。     

日本近10年开发的钛合金

在日本TDA创立10周年的纪念大会上,日本NKK特殊钢公司的山田真先生发表了一篇关于日本在钛合金方面的研究论文.该论文介绍了日本原有钛合金及新研制钛合金在民用品方面的开发情况. 在原有合金的用途方面,该报告介绍了Ti-6-4合金在汽轮机涡轮叶片、深海考察用耐压容器及采用超塑性加工的电磁感应调节器方面的应用;还介绍了Ti-10-2-3合金制涡轮叶片、Ti-15-3-3-3合金制高尔夫球头及其市场开发状况. 在新合金的开发方面,该报告在4种钛     

在工业中采用钛合金的微弧氧化

目前钛及钛合金已广泛用于航空航天、机器制造、造船及石化生产等工业领域。在某些特殊场合 ,如核潜艇、直升机、核反应堆中 ,钛合金零部件往往能满足其在各种苛刻条件 (高温、侵蚀性介质、循环载荷、高压、α、β、γ射线、高强度辐照等 )下的使用要求。因此 ,在腐蚀 -流动性介质中 ,特别是在接触海水的装备中 ,如船舶动力装置中广泛采用了钛合金 (见表 1 )。表 1　船舶动力装置中采用的主要钛合金类型钛合金牌号应用范围和使用条件BT1- 0 0 在 10 0℃～ 2 0 0℃下的泵、管道及装置BT1- 0 在 10 0℃～ 2 0 0℃下的泵、管道及装置OT4 - 1…     

强度高成形性好的钛合金SP—700

日本钢管公司(NKK)研制成功高可成形性钛合金SP-700,已获日本专利,并在英、美、法、德国获得专利使用权。SP-700钛合金成分为Ti-(4～5)Al-(2.5～3.5)V-(1.8～2.2)Mo-(1.7～2.3)Fe。合金密度4.54g/cm~3,略高于Ti—6Al-4V。β转变温度900℃。该合金属具有超细组织(α_初≈3μm)的富β的α+β型钛合金。突出的优点是强度高、可成形性好,有希望代替Ti-6Al-4V,它克服了Ti-6Al-4V加工性能差的缺点。具有明显的热处理效应,下     

2A12铝合金粉末与TC4钛合金热等静压粉-固扩散连接

利用热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)工艺实现2A12铝合金粉末和Ti-6A1-4V钛合金的HIP粉-固扩散连接,对比研究了Cu作为中间层材料对扩散连接性能的影响.结果表明:对于2A12铝合金粉末和Ti-6A1-4V钛合金直接HIP扩散连接其连接接头处生成了3种不同的金属间化合物,这些化合...     

航空用高强度结构钛合金的研究及应用

对航空领域广泛使用的高强度结构钛合金Ti—15—3(TB5)，β21S(TB8)，Ti—1023(TB6)和BT22(TC18)的研究现状进行了综合评述和对比分析。     

外科植入物用纯钛及其合金

主要介绍了外科植入物用新型钛合金的研究进展。到目前为止,研究出的外科植入物用钛合金从研究的时间顺序上可分为：（1）纯钛,Ti-6Al-4V合金;（2）Ti-6Al-7Nb合金（瑞士）,Ti-5Al-2.5Fe合金（德国）;Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr(TAMZ)合金（中国）;（3）新型β钛合金。概述了这些合金的研究现状、性能特点及其应用前景,并提出 了今后的发展方向。     

生物医用β型Ti-25.6Nb-19.4Ta合金设计与微观结构的研究

利用钛合金β稳定系数Kβ设计制备了4种具有不同组元和成分的医用钛合金,4种钛合金的Kβ值均在1.0～1.5之间,属于理论上的近β型钛合金。通过X射线衍射分析和背散射电子衍射分析,从4种合金中优化出均匀合金化的3元β型医用Ti-25.6Nb-19.4Ta(%,质量分数)合金。利用硬度测试、压缩实验与透射电子显微镜(TEM)等手段对Ti-25.6Nb-19.4Ta合金在铸态、固溶态和400℃不同时间时效处理后的性能和微观结构进行了测试与分析,结果显示:Ti-25.6Nb-19.4Ta合金经过400℃时效处理后,其硬度、强度、弹性模量等随α相、ω相的析出变化明显。对这些变化的分析,揭示了合金的性能与显微结构的密切关系。     

新型钛合金人工关节材料的开发与应用

讲述了目前人工关节的市场需求情况及人工关节材料的研究现状,提出开发强度高、塑性好、弹性模量低的β型钛合金成为各国研究的重点,同时开发出了具有自主知识产权的近β型钛合金TLM(Ti-Zr-Sn-Mo-Nb).选择Ti-6Al-4V合金作为对比材料,进行了人工关节的开发和骨植入试验,研究结果表明TLM合金不仅具有优良的冷热加工性能、工艺成型性,而且具有良好的生物相容性,是现有医用钛合金材料的优良替代品.