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高强度高温钛合金怎么用《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:14:39 阅读: 来源:耐拉纤维厂家

2016-05-16 10:07:48来源: 贤集网

高温钛合金是现代航空发动机的重要材料,主要用于飞机发动机的压气机盘、机匣和叶片等部件,以减轻发动机重量,满足发动机更高的工作温度,提高推重比。常规钛合金工作温度较低,一般小于500℃。

目前,美、英等国已研制出了使用温度550~600℃的高温钛合金,如美国Ti6242S、Ti1100,英国IMI829、IMI834,俄罗斯BT18Y、BT36等。Ti6242S(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)是美国早期研制的一种高温钛合金,属于近α型结构,强度达到930MPa,最高使用温度为540℃,研发人员通过对Ti6242S的合金元素含量进行调整,研制出了Ti1100(Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si),使其使用温度提高到600℃,该合金已应用于T55-712发动机的高压压气机轮盘和低压涡轮叶片等部件。

IMI834(Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si)是IMI829的改进型,合金中Nb的加入在保证热稳定性的基础上,最大限度提高了合金的强度,室温强度达到1070MPa,该合金焊接性能优异,已应用于波音777飞机的Trent700发动机上。BT36(Ti-6.2Al-2Sn-3.6Zr-0.7Mo-0.1Y-5.0W-0.15Si)是俄罗斯在上世纪90年代研制的一种重要的高温合金,使用温度达到600~650℃,合金中加入Y达到细化晶粒改善塑性的效果,加入W提高了合金的热强性。

美国惠普公司最近研制出的Ti-1270高温钛合金,试验过程中使用温度可达700℃,计划用于X-33演示机及联合战斗机。我国研制了Ti-55、Ti-60、Ti-600、Ti-53311S及7715等高温合金。Ti-53311S使用温度在550℃左右,其成分与IMI829类似,但Mo含量更高,高温瞬时强度大,高温下具有良好的承载能力,在航空领域已获得应用。

Ti60(Ti-5.8Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.85Nd)属于Ti55的改型,其使用温度达到600℃,室温强度达到1100MPa,合金元素Nd改善了合金的热稳定性。Ti600合金的600℃强度达到740MPa以上,同时保持良好的伸长率和断面收缩率。

由于未来航空发动机推重比将达到10以上,因此要求材料的使用温度更高。近年来,钛铝合金开始受到关注,主要以Ti3Al和TiAl为基础,最高使用温度达到800℃以上,抗氧化能力强,抗蠕变性能好,且质量更轻。以Ti3Al为基的Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo在美国已开始批量生产。但目前研制的钛铝合金塑性较差,使其在航空发动机上的应用受到了限制。

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