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1、航空用钛合金的发展状况General Development Situation of General Development Situation of Titanium Alloys for AviationTitanium Alloys for Aviation主讲人：亿万斯年主讲人：亿万斯年主讲人：亿万斯年主讲人：亿万斯年单单单单 位：三峡大学位：三峡大学位：三峡大学位：三峡大学2010201020102010年年年年5 5 5 5月月月月Your company sloganYour company slogan 什么是钛？什么是钛合金？钛合金的性能有哪些？钛合金的分类？钛合金的应用？
2、Your company sloganYour company sloganTitanium钛钛钛钛是周期表中第是周期表中第是周期表中第是周期表中第BBBB类元素，纯净的类元素，纯净的类元素，纯净的类元素，纯净的钛为银白色，密度为钛为银白色，密度为钛为银白色，密度为钛为银白色，密度为4.51g/cm4.51g/cm4.51g/cm4.51g/cm ，属，属，属，属于轻金属。熔点达于轻金属。熔点达于轻金属。熔点达于轻金属。熔点达1672167216721672，属难熔金，属难熔金，属难熔金，属难熔金属。其加工提炼难度大，一般被称为属。其加工提炼难度大，一般被称为属。其加工提炼难度大，一般被称为属
3、。其加工提炼难度大，一般被称为稀有金属。稀有金属。稀有金属。稀有金属。钛在地壳中含量较丰富，含量排第九钛在地壳中含量较丰富，含量排第九钛在地壳中含量较丰富，含量排第九钛在地壳中含量较丰富，含量排第九位（地壳中元素排行：氧、硅、铝、位（地壳中元素排行：氧、硅、铝、位（地壳中元素排行：氧、硅、铝、位（地壳中元素排行：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛），远高于铁、钙、钠、钾、镁、钛），远高于铁、钙、钠、钾、镁、钛），远高于铁、钙、钠、钾、镁、钛），远高于CuCuCuCu、ZnZnZnZn、SnSnSnSn、PbPbPbPb等常见金属。钛广泛等常见金属。钛广泛等常见金属。钛广泛等常见金属。钛广泛存在
4、于许多岩石中，特别是砂石和粘存在于许多岩石中，特别是砂石和粘存在于许多岩石中，特别是砂石和粘存在于许多岩石中，特别是砂石和粘土中。我国钛的资源极为丰富，仅四土中。我国钛的资源极为丰富，仅四土中。我国钛的资源极为丰富，仅四土中。我国钛的资源极为丰富，仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约达矿中，伴生钛金属储量约达矿中，伴生钛金属储量约达矿中，伴生钛金属储量约达4.24.24.24.2亿吨，亿吨，亿吨，亿吨，接近国外探明钛储量的总和。接近国外探明钛储量的总和。接近国外探明钛储量的总和
5、。接近国外探明钛储量的总和。纯钛手链纯钛手链纯钛手链纯钛手链Your company sloganYour company slogan钛是伴生金属元素钛是伴生金属元素 工业上生产金属钛的主要化学反应有两个：先用金红石矿中的二氧化工业上生产金属钛的主要化学反应有两个：先用金红石矿中的二氧化工业上生产金属钛的主要化学反应有两个：先用金红石矿中的二氧化工业上生产金属钛的主要化学反应有两个：先用金红石矿中的二氧化钛与碳、氯气，在高温达钛与碳、氯气，在高温达钛与碳、氯气，在高温达钛与碳、氯气，在高温达800800800800900900900900的条件下，反应生成四氯化钛；的条件下，反应生成四氯化钛
6、；的条件下，反应生成四氯化钛；的条件下，反应生成四氯化钛；再用金属镁与四氯化钛，在再用金属镁与四氯化钛，在再用金属镁与四氯化钛，在再用金属镁与四氯化钛，在600600600600800800800800的温度及惰性气体的保护下的温度及惰性气体的保护下的温度及惰性气体的保护下的温度及惰性气体的保护下（钛化学活性非常大，易于空气发生剧烈化学反应）（钛化学活性非常大，易于空气发生剧烈化学反应）（钛化学活性非常大，易于空气发生剧烈化学反应）（钛化学活性非常大，易于空气发生剧烈化学反应）反应生成金属钛。反应生成金属钛。反应生成金属钛。反应生成金属钛。 通过上面的化学反应，最后得到通过上面的化学反应，最后
7、得到通过上面的化学反应，最后得到通过上面的化学反应，最后得到的钛，是多孔的海绵钛，无法直的钛，是多孔的海绵钛，无法直的钛，是多孔的海绵钛，无法直的钛，是多孔的海绵钛，无法直接使用，还要粉碎后，放进真空接使用，还要粉碎后，放进真空接使用，还要粉碎后，放进真空接使用，还要粉碎后，放进真空电弧炉里熔炼，才能制得各种钛电弧炉里熔炼，才能制得各种钛电弧炉里熔炼，才能制得各种钛电弧炉里熔炼，才能制得各种钛材。材。材。材。Your company sloganYour company sloganTitanium Alloys钛合金钛合金钛合金钛合金是以金属钛为基体，加入适量的其他元素是以金属钛为基体，加入
8、适量的其他元素是以金属钛为基体，加入适量的其他元素是以金属钛为基体，加入适量的其他元素组成的合金。其在组成的合金。其在组成的合金。其在组成的合金。其在300-600300-600度时的比强度优于钢度时的比强度优于钢度时的比强度优于钢度时的比强度优于钢和铝合金。和铝合金。和铝合金。和铝合金。Your company sloganYour company sloganProperties 强度高强度高强度高强度高 钛合金的密度一般在钛合金的密度一般在4.5g/cm4.5g/cm 左右，仅为钢的左右，仅为钢的6060，若按单位，若按单位重量的强度（称比强度）测定，钛合金是铝合金的重量的强度（称比强度
9、）测定，钛合金是铝合金的1.31.3倍，镁合金的倍，镁合金的1.61.6倍，不锈钢的倍，不锈钢的3.53.5倍，是所有金属材料中的冠军。倍，是所有金属材料中的冠军。 热强度高热强度高热强度高热强度高 使用温度比铝合金高几百度，可在使用温度比铝合金高几百度，可在450450500500的温度下长期的温度下长期工作工作 。抗蚀性好抗蚀性好抗蚀性好抗蚀性好 耐酸、耐碱、耐大气腐蚀，对点蚀、应力腐蚀的抵抗力特别耐酸、耐碱、耐大气腐蚀，对点蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强。强。低温性能好低温性能好低温性能好低温性能好 间隙元素极低的钛合金间隙元素极低的钛合金 TA7,TA7,在在-253-253下还能保持一定
10、的下还能保持一定的塑性。塑性。 化学活性大化学活性大化学活性大化学活性大 钛合金高温时化学活性很高，轻易与空气中的氢、氧等钛合金高温时化学活性很高，轻易与空气中的氢、氧等气体杂质发生化学反应，生成硬化层气体杂质发生化学反应，生成硬化层 。导热系数小、弹性模量小导热系数小、弹性模量小导热系数小、弹性模量小导热系数小、弹性模量小 钛的导热系数约为镍的钛的导热系数约为镍的1/41/4，铁的，铁的1/51/5，铝的铝的1/141/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降5050。钛合。钛合金的弹性模量约为钢的金的弹性模量约为钢的1/2 1/2 。Yo
11、ur company sloganYour company sloganSorts钛有两种同质异晶体：钛有两种同质异晶体：钛有两种同质异晶体：钛有两种同质异晶体：882882882882以下为密排六方结构以下为密排六方结构以下为密排六方结构以下为密排六方结构钛，钛，钛，钛，882882882882以上为体心立方的以上为体心立方的以上为体心立方的以上为体心立方的钛。钛。钛。钛。 钛合金按组织基体可分为：钛合金按组织基体可分为：钛合金按组织基体可分为：钛合金按组织基体可分为：合金合金合金合金,(+),(+),(+),(+)合金合金合金合金和和和和合金。中国分别以合金。中国分别以合金。中国分别以合金
12、。中国分别以TATATATA、TCTCTCTC、TBTBTBTB表示。表示。表示。表示。钛合金按用途可分为：耐热合金、高强合金、耐钛合金按用途可分为：耐热合金、高强合金、耐钛合金按用途可分为：耐热合金、高强合金、耐钛合金按用途可分为：耐热合金、高强合金、耐蚀合金蚀合金蚀合金蚀合金( ( ( (钛钛钛钛- - - -钼，钛钼，钛钼，钛钼，钛- - - -钯合金等钯合金等钯合金等钯合金等) ) ) )、低温合金以及特、低温合金以及特、低温合金以及特、低温合金以及特殊功能合金殊功能合金殊功能合金殊功能合金( ( ( (钛钛钛钛- - - -铁贮氢材料和钛铁贮氢材料和钛铁贮氢材料和钛铁贮氢材料和钛-
13、- - -镍记忆合金镍记忆合金镍记忆合金镍记忆合金) ) ) )等。等。等。等。 Your company sloganYour company sloganDevelopment钛钛钛钛元素元素元素元素发现发现发现发现于于于于1789178917891789年，年，年，年，1908190819081908年挪威和美年挪威和美年挪威和美年挪威和美国开国开国开国开始用硫酸法始用硫酸法始用硫酸法始用硫酸法生生生生产钛产钛产钛产钛白，白，白，白，1910191019101910年在年在年在年在试验试验试验试验室中第一次用室中第一次用室中第一次用室中第一次用钠钠钠钠法制得海法制得海法制得海法制得海绵钛
14、绵钛绵钛绵钛，1948194819481948年美年美年美年美国国国国杜邦公司才用杜邦公司才用杜邦公司才用杜邦公司才用镁镁镁镁法成法成法成法成吨吨吨吨生生生生产产产产海海海海绵钛绵钛绵钛绵钛这标这标这标这标志志志志着海着海着海着海绵钛绵钛绵钛绵钛即即即即钛钛钛钛工工工工业业业业化生化生化生化生产产产产的的的的开开开开始。而始。而始。而始。而钛钛钛钛合金因具有比强度合金因具有比强度合金因具有比强度合金因具有比强度高、耐高、耐高、耐高、耐蚀蚀蚀蚀性好、耐性好、耐性好、耐性好、耐热热热热性高等特点而被广泛用于各性高等特点而被广泛用于各性高等特点而被广泛用于各性高等特点而被广泛用于各个领个领个领个领域
15、。域。域。域。世界上世界上世界上世界上许许许许多多多多国国国国家都家都家都家都认识认识认识认识到到到到钛钛钛钛合金材料的重要性，相合金材料的重要性，相合金材料的重要性，相合金材料的重要性，相继对继对继对继对其其其其进进进进行行行行研研研研究究究究开发开发开发开发，并并并并得到了得到了得到了得到了实际应实际应实际应实际应用。用。用。用。中中中中国钛国钛国钛国钛工工工工业业业业起步于起步于起步于起步于20202020世世世世纪纪纪纪50505050年代。年代。年代。年代。1954195419541954，北京有色金，北京有色金，北京有色金，北京有色金属属属属研研研研究究究究总总总总院院院院开开开开
16、始始始始进进进进行海行海行海行海绵钛绵钛绵钛绵钛的制的制的制的制备备备备工工工工艺研艺研艺研艺研究，究，究，究，1956195619561956年年年年国国国国家把家把家把家把钛当钛当钛当钛当作作作作战战战战略金略金略金略金属属属属列入了列入了列入了列入了12121212年年年年发发发发展展展展规划规划规划规划，1958195819581958年在年在年在年在抚顺铝厂抚顺铝厂抚顺铝厂抚顺铝厂实现实现实现实现了海了海了海了海绵钛绵钛绵钛绵钛工工工工业试验业试验业试验业试验，成立了中，成立了中，成立了中，成立了中国国国国第一第一第一第一个个个个海海海海绵钛绵钛绵钛绵钛生生生生产车产车产车产车间间间
17、间，同，同，同，同时时时时在沈在沈在沈在沈阳阳阳阳有色金有色金有色金有色金属属属属加工加工加工加工厂厂厂厂成立了中成立了中成立了中成立了中国国国国第一第一第一第一个钛个钛个钛个钛加工加工加工加工生生生生产试验车间产试验车间产试验车间产试验车间。 60606060年代中期年代中期年代中期年代中期开开开开始始始始钛钛钛钛材的工材的工材的工材的工业业业业化生化生化生化生产产产产 。 Your company sloganYour company slogan航空航天航空航天电讯器材电讯器材 医疗医疗Purpose造船工业造船工业 机械工业机械工业硬质合金硬质合金Your company slogan
18、Your company sloganPurpose俄海军塞拉俄海军塞拉俄海军塞拉俄海军塞拉II II级钛合金攻击核潜艇级钛合金攻击核潜艇级钛合金攻击核潜艇级钛合金攻击核潜艇 潜艇在深海中航行时，要潜艇在深海中航行时，要潜艇在深海中航行时，要潜艇在深海中航行时，要承受巨大的压力。下潜得承受巨大的压力。下潜得承受巨大的压力。下潜得承受巨大的压力。下潜得愈深，承受的压力愈大。愈深，承受的压力愈大。愈深，承受的压力愈大。愈深，承受的压力愈大。核潜艇的外壳采用钛合金核潜艇的外壳采用钛合金核潜艇的外壳采用钛合金核潜艇的外壳采用钛合金制造，其下潜深度是一般制造，其下潜深度是一般制造，其下潜深度是一般制造，
19、其下潜深度是一般潜艇的两倍，可达潜艇的两倍，可达潜艇的两倍，可达潜艇的两倍，可达4500m4500m。如果没有钛合金，潜海是如果没有钛合金，潜海是如果没有钛合金，潜海是如果没有钛合金，潜海是不可能达到这样的深度的。不可能达到这样的深度的。不可能达到这样的深度的。不可能达到这样的深度的。钛合金没有磁性，用它建钛合金没有磁性，用它建钛合金没有磁性，用它建钛合金没有磁性，用它建造的核潜艇不必担心磁性造的核潜艇不必担心磁性造的核潜艇不必担心磁性造的核潜艇不必担心磁性水雷的攻击。水雷的攻击。水雷的攻击。水雷的攻击。 Your company sloganYour company sloganPurpos
20、e耐热强度高，做钻头耐热强度高，做钻头耐热强度高，做钻头耐热强度高，做钻头耐热阀，常用于石油工业耐热阀，常用于石油工业耐热阀，常用于石油工业耐热阀，常用于石油工业Your company sloganYour company sloganPurpose钛镍形状记忆合金钛镍形状记忆合金钛镍形状记忆合金钛镍形状记忆合金 Your company sloganYour company sloganPurpose（质量轻、耐腐蚀、耐磨损）（质量轻、耐腐蚀、耐磨损）（质量轻、耐腐蚀、耐磨损）（质量轻、耐腐蚀、耐磨损）Your company sloganYour company sloganPurpos
21、e钛合金蔬菜架和购物车钛合金蔬菜架和购物车钛合金蔬菜架和购物车钛合金蔬菜架和购物车Your company sloganYour company sloganPurpose 生物相容性等于生物相容性等于生物相容性等于生物相容性等于75%75%75%75%黄金合金。黄金合金。黄金合金。黄金合金。 使用寿命长，强度高。使用寿命长，强度高。使用寿命长，强度高。使用寿命长，强度高。 安全、高贵、价格适中。安全、高贵、价格适中。安全、高贵、价格适中。安全、高贵、价格适中。Your company sloganYour company slogan目前尽管钛及其合金应用的历史不长，但由于它那超众的性能，已
22、经获得了多个光荣称号。首先荣获的称号就是“空间金属”。它重量轻、强度大又耐高温，特别适于制造飞机和各种航天器。目前世界上生产的钛及钛合金，大约有四分之三都用于航空航天工业。许多原来用铝合金的部件，都改用了钛合金。Your company sloganYour company slogan现代航空中钛合金使用状况现代航空中钛合金使用状况19501950年美国首次在年美国首次在年美国首次在年美国首次在F-84F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、战斗轰炸机上用作后机身隔热板、战斗轰炸机上用作后机身隔热板、战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。导风罩、机尾罩等非承力构件。导风罩、
23、机尾罩等非承力构件。导风罩、机尾罩等非承力构件。6060年代开始钛合金的使用年代开始钛合金的使用年代开始钛合金的使用年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。梁、襟翼滑轨等重要承力构件。梁、襟翼滑轨等重要承力构件。梁、襟翼滑轨等重要承力构件。 7070年代起，民用机开始大年代起，民用机开始大年代起，民用机开始大年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音量使用钛合金，如波音量使用钛合金，如波音量
24、使用钛合金，如波音747747客机用钛量达客机用钛量达客机用钛量达客机用钛量达36403640公斤以上占公斤以上占公斤以上占公斤以上占机重机重机重机重28%28%。随着加工工艺技术的发展，随着加工工艺技术的发展，随着加工工艺技术的发展，随着加工工艺技术的发展，在火箭、人造卫星在火箭、人造卫星在火箭、人造卫星在火箭、人造卫星和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金。和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金。和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金。和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金。飞机越先进，使用的钛越多。美国飞机越先进，使用的钛越多。美国飞机越先进，使用的钛越多。美国飞机越先进，使用的钛越多。美国F14AF14A战斗
25、机使用的钛战斗机使用的钛战斗机使用的钛战斗机使用的钛合金，约占机重的合金，约占机重的合金，约占机重的合金，约占机重的25%25%；F15AF15A战斗机为战斗机为战斗机为战斗机为25.8%25.8%； 美国第美国第美国第美国第四代战斗机用钛量为四代战斗机用钛量为四代战斗机用钛量为四代战斗机用钛量为41%41%，其，其，其，其F119 F119 发动机用钛量为发动机用钛量为发动机用钛量为发动机用钛量为39%39%，是目前用钛量最高的飞机。是目前用钛量最高的飞机。是目前用钛量最高的飞机。是目前用钛量最高的飞机。Your company sloganYour company slogan钛合金大量应
26、用于大型客机：钛合金大量应用于大型客机：钛合金大量应用于大型客机：钛合金大量应用于大型客机：Your company sloganYour company slogan军用飞机及发动机钛合金用量军用飞机及发动机钛合金用量军用飞机及发动机钛合金用量军用飞机及发动机钛合金用量Your company sloganYour company slogan钛合金在航空中主要用途钛合金在航空中主要用途 钛合金主要用于飞机及发动机的制造材料，如锻造钛风扇、钛合金主要用于飞机及发动机的制造材料，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、发动机罩、排气装置等零件以及飞机的压气机盘和叶片、发动机罩、排气装置等零件以及飞机的大
27、梁隔框等结构框架件。航天器主要利用钛合金的高比强大梁隔框等结构框架件。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。也都使用钛合金板材焊接件。 合金系和类型合金系和类型代号代号产品种类产品种类主要用途主要用途工业纯钛工业纯钛TA1、TA2、TA3板、带、管、板、带、管、棒、线、铸件棒、线、铸件飞机骨架、蒙皮、发动机部件飞机骨架、蒙皮、发
28、动机部件钛铝合金钛铝合金TA6板、棒、管、板、棒、管、铸件铸件飞机蒙皮、骨架零件、压气飞机蒙皮、骨架零件、压气机壳体、叶片等机壳体、叶片等钛铝钒合金钛铝钒合金TC4、TC10板、棒、管板、棒、管飞机结构零件、起落支架等飞机结构零件、起落支架等钛钒铬合金钛钒铬合金TC5厚板、棒、锻件厚板、棒、锻件支架结构、气动导管等支架结构、气动导管等Your company sloganYour company sloganF22“F22“F22“F22“猛禽猛禽猛禽猛禽”，钛合金比例高达，钛合金比例高达，钛合金比例高达，钛合金比例高达39%39%39%39%，后机身前后梁采用了，后机身前后梁采用了，后机身前
29、后梁采用了，后机身前后梁采用了热等静压钛合金铸件结构热等静压钛合金铸件结构热等静压钛合金铸件结构热等静压钛合金铸件结构 中国采用钛合金技术生产的中国采用钛合金技术生产的中国采用钛合金技术生产的中国采用钛合金技术生产的歼八歼八歼八歼八IIIIIIII战机战机战机战机 ，让俄罗斯兄，让俄罗斯兄，让俄罗斯兄，让俄罗斯兄弟红了眼。钛合金主要应用弟红了眼。钛合金主要应用弟红了眼。钛合金主要应用弟红了眼。钛合金主要应用于机体部位，以抵抗两台喷于机体部位，以抵抗两台喷于机体部位，以抵抗两台喷于机体部位，以抵抗两台喷气发动机运行时所产生的高气发动机运行时所产生的高气发动机运行时所产生的高气发动机运行时所产生的
30、高温。温。温。温。 Your company sloganYour company slogan宝钢集团研制出了大型飞机起落架用钢和钛合宝钢集团研制出了大型飞机起落架用钢和钛合宝钢集团研制出了大型飞机起落架用钢和钛合宝钢集团研制出了大型飞机起落架用钢和钛合金结构用钢金结构用钢金结构用钢金结构用钢 在飞机降落时，起落架在飞机降落时，起落架在飞机降落时，起落架在飞机降落时，起落架要承受强大的冲击力要承受强大的冲击力要承受强大的冲击力要承受强大的冲击力 Your company sloganYour company slogan钛合金零件在先进航空钛合金零件在先进航空钛合金零件在先进航空钛合金零件在
31、先进航空发动机上占有相当的比发动机上占有相当的比发动机上占有相当的比发动机上占有相当的比重重重重, , , ,并且呈现出结构集并且呈现出结构集并且呈现出结构集并且呈现出结构集成度愈来愈高、结构愈成度愈来愈高、结构愈成度愈来愈高、结构愈成度愈来愈高、结构愈来愈复杂的发展趋势来愈复杂的发展趋势来愈复杂的发展趋势来愈复杂的发展趋势, , , ,在减轻发动机重量、改在减轻发动机重量、改在减轻发动机重量、改在减轻发动机重量、改善和提高性能等方面发善和提高性能等方面发善和提高性能等方面发善和提高性能等方面发挥着日益重要的作用。挥着日益重要的作用。挥着日益重要的作用。挥着日益重要的作用。 Your comp
32、any sloganYour company slogan现代飞机结构材料的发展目标和趋势：现代飞机结构材料的发展目标和趋势： 大力发展高比强度、比刚度、高韧性、高损伤容限、抗腐蚀、大力发展高比强度、比刚度、高韧性、高损伤容限、抗腐蚀、耐环境侵蚀的先进结构材料和整体结构，实现结构减重。耐环境侵蚀的先进结构材料和整体结构，实现结构减重。1 1积极开发结构承载和功能一体化的材料，要求积极开发结构承载和功能一体化的材料，要求采用既承受气动载荷又具备多功能的复合材料和结构采用既承受气动载荷又具备多功能的复合材料和结构。2 2 加强新材料疲劳寿命、耐久性和损伤容限的研加强新材料疲劳寿命、耐久性和损伤容限
33、的研究，提高机体的使用寿命和可靠性究，提高机体的使用寿命和可靠性。 3 3重视新材料及相关制备技术的研究，不断降低重视新材料及相关制备技术的研究，不断降低制造和维护成本。制造和维护成本。4 4Your company sloganYour company slogan钛合金在航空中被大量应用的原因钛合金在航空中被大量应用的原因现代飞机的航行最高时速已达到音速的现代飞机的航行最高时速已达到音速的现代飞机的航行最高时速已达到音速的现代飞机的航行最高时速已达到音速的2.72.72.72.7倍以上。这么快的超音速飞倍以上。这么快的超音速飞倍以上。这么快的超音速飞倍以上。这么快的超音速飞行，会使飞机与空
34、气摩擦而产生大量的热。当飞行速度达到音速的行，会使飞机与空气摩擦而产生大量的热。当飞行速度达到音速的行，会使飞机与空气摩擦而产生大量的热。当飞行速度达到音速的行，会使飞机与空气摩擦而产生大量的热。当飞行速度达到音速的2.22.22.22.2倍时，铝合金就经受不住了。必须采用耐高温的钛合金。倍时，铝合金就经受不住了。必须采用耐高温的钛合金。倍时，铝合金就经受不住了。必须采用耐高温的钛合金。倍时，铝合金就经受不住了。必须采用耐高温的钛合金。 当当当当航空发动机航空发动机航空发动机航空发动机的推重比从的推重比从的推重比从的推重比从4 4 4 46 6 6 6提高到提高到提高到提高到8 8 8 810
35、101010，压气机出口温度相应地从，压气机出口温度相应地从，压气机出口温度相应地从，压气机出口温度相应地从200200200200300300300300增加到增加到增加到增加到500500500500600600600600时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金。片就必须改用钛合金。片就必须改用钛合金。片就必须改用钛合金。近年来科学家们对钛合金性能的研究工作，不断取得新的进展。原来近年来科学家们对钛合金性能的研究工作，不断取得新的进展。原来近年来科学家们对钛合金性能的研究工作
36、，不断取得新的进展。原来近年来科学家们对钛合金性能的研究工作，不断取得新的进展。原来由钛、铝、钒组成的钛合金，最高工作温度为由钛、铝、钒组成的钛合金，最高工作温度为由钛、铝、钒组成的钛合金，最高工作温度为由钛、铝、钒组成的钛合金，最高工作温度为550550550550600600600600，而新研，而新研，而新研，而新研制的钛化铝（制的钛化铝（制的钛化铝（制的钛化铝（TiAlTiAlTiAlTiAl）合金，最高工作温度已提高到）合金，最高工作温度已提高到）合金，最高工作温度已提高到）合金，最高工作温度已提高到1040104010401040。用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，可以减轻
37、结构重量。用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，可以减轻结构重量。用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，可以减轻结构重量。用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，可以减轻结构重量。 飞机每减轻重飞机每减轻重飞机每减轻重飞机每减轻重10%10%10%10%，可节省燃料，可节省燃料，可节省燃料，可节省燃料4%4%4%4%。对火箭来说，每减轻。对火箭来说，每减轻。对火箭来说，每减轻。对火箭来说，每减轻1kg1kg1kg1kg的重量，的重量，的重量，的重量，就可增加就可增加就可增加就可增加15km15km15km15km的射程。的射程。的射程。的射程。Your company sloganY
38、our company slogan中国航空钛合金的研究和发展中国航空钛合金的研究和发展 钛合金研究起源于航空，航空工业的发展促进了钛合钛合金研究起源于航空，航空工业的发展促进了钛合钛合金研究起源于航空，航空工业的发展促进了钛合钛合金研究起源于航空，航空工业的发展促进了钛合金的发展，航空用钛合金也形成了自己的体系。航空用钛金的发展，航空用钛合金也形成了自己的体系。航空用钛金的发展，航空用钛合金也形成了自己的体系。航空用钛金的发展，航空用钛合金也形成了自己的体系。航空用钛合金的研究一直是钛合金领域中最重要、最活跃的一个分合金的研究一直是钛合金领域中最重要、最活跃的一个分合金的研究一直是钛合金领域
39、中最重要、最活跃的一个分合金的研究一直是钛合金领域中最重要、最活跃的一个分支，但其发展也极其艰辛，如高温钛合金为克服支，但其发展也极其艰辛，如高温钛合金为克服支，但其发展也极其艰辛，如高温钛合金为克服支，但其发展也极其艰辛，如高温钛合金为克服“热障热障热障热障”问题，就花费了人们十几年的精力。问题，就花费了人们十几年的精力。问题，就花费了人们十几年的精力。问题，就花费了人们十几年的精力。 80 80 80 80年代之前我国的航空用钛合金研究是完全仿制，年代之前我国的航空用钛合金研究是完全仿制，年代之前我国的航空用钛合金研究是完全仿制，年代之前我国的航空用钛合金研究是完全仿制，80808080年
40、代后逐步走向仿制与创新相结合的研究之路，研究水平年代后逐步走向仿制与创新相结合的研究之路，研究水平年代后逐步走向仿制与创新相结合的研究之路，研究水平年代后逐步走向仿制与创新相结合的研究之路，研究水平并不落后于国外。并不落后于国外。并不落后于国外。并不落后于国外。Your company sloganYour company slogan 高温钛合金高温钛合金Your company sloganYour company slogan 高温钛合金高温钛合金的研究现状的研究现状国外研制的国外研制的国外研制的国外研制的550550550550以上使用的高温钛合金主要有美国以上使用的高温钛合金主要有美
41、国以上使用的高温钛合金主要有美国以上使用的高温钛合金主要有美国的的的的Ti-1100Ti-1100Ti-1100Ti-1100，英国的，英国的，英国的，英国的IMI829IMI829IMI829IMI829和和和和IMI834IMI834IMI834IMI834，俄罗斯的，俄罗斯的，俄罗斯的，俄罗斯的BY25YBY25YBY25YBY25Y和和和和BT36BT36BT36BT36， 以及中国的以及中国的以及中国的以及中国的Ti55Ti55Ti55Ti55，Ti633GTi633GTi633GTi633G，Ti53311STi53311STi53311STi53311S，7715D7715D77
42、15D7715D，Ti-65NdTi-65NdTi-65NdTi-65Nd， Ti60Ti60Ti60Ti60以及以及以及以及Ti600Ti600Ti600Ti600。中国研制了。中国研制了。中国研制了。中国研制了7 7 7 7种种种种高温钛合金，比美、英、俄三国的总和还多两个。但高温钛合金，比美、英、俄三国的总和还多两个。但高温钛合金，比美、英、俄三国的总和还多两个。但高温钛合金，比美、英、俄三国的总和还多两个。但我国研制的高温钛合金在航空上并没有得到真正应用，我国研制的高温钛合金在航空上并没有得到真正应用，我国研制的高温钛合金在航空上并没有得到真正应用，我国研制的高温钛合金在航空上并没有得
43、到真正应用，Ti53311STi53311STi53311STi53311S和和和和7715D 5507715D 5507715D 5507715D 550钛合金反而在航天上得到很钛合金反而在航天上得到很钛合金反而在航天上得到很钛合金反而在航天上得到很好应用。好应用。好应用。好应用。Your company sloganYour company slogan2.2.高温钛合金研究存在的问题及发展方向高温钛合金研究存在的问题及发展方向目前目前目前目前, , , , 已在航空发动机上应用的传统高温钛合金的最高使用温度仍为已在航空发动机上应用的传统高温钛合金的最高使用温度仍为已在航空发动机上应用的传
44、统高温钛合金的最高使用温度仍为已在航空发动机上应用的传统高温钛合金的最高使用温度仍为600 600 600 600 。在。在。在。在600 600 600 600 以上以上以上以上, , , ,蠕变抗力和高温抗氧化性的急剧下降是限制钛蠕变抗力和高温抗氧化性的急剧下降是限制钛蠕变抗力和高温抗氧化性的急剧下降是限制钛蠕变抗力和高温抗氧化性的急剧下降是限制钛合金向更高温度发展的两大主要障碍合金向更高温度发展的两大主要障碍合金向更高温度发展的两大主要障碍合金向更高温度发展的两大主要障碍, , , , 研制研制研制研制600600600600的新型高性能的高温的新型高性能的高温的新型高性能的高温的新型高
45、性能的高温钛合金迫在眉睫。钛合金迫在眉睫。钛合金迫在眉睫。钛合金迫在眉睫。根据国内外研究现状分析根据国内外研究现状分析根据国内外研究现状分析根据国内外研究现状分析, , , , 高温钛合金的发展趋势是高温钛合金的发展趋势是高温钛合金的发展趋势是高温钛合金的发展趋势是: : : : (1) (1) (1) (1) 研制研制研制研制600 600 600 600 以上的新型高温钛合金。可对现有高温钛合金的成分以上的新型高温钛合金。可对现有高温钛合金的成分以上的新型高温钛合金。可对现有高温钛合金的成分以上的新型高温钛合金。可对现有高温钛合金的成分进行调整进行调整进行调整进行调整, , , , 改进加
46、工工艺改进加工工艺改进加工工艺改进加工工艺, , , , 或研发新的高温钛合金或研发新的高温钛合金或研发新的高温钛合金或研发新的高温钛合金, , , , 提高高温钛合金提高高温钛合金提高高温钛合金提高高温钛合金的使用温度。的使用温度。的使用温度。的使用温度。 (2) (2) (2) (2) 稀土元素在高温钛合金中的作用尚待进一步研究。我国研制的含稀土元素在高温钛合金中的作用尚待进一步研究。我国研制的含稀土元素在高温钛合金中的作用尚待进一步研究。我国研制的含稀土元素在高温钛合金中的作用尚待进一步研究。我国研制的含稀土元素的高温钛合金其使用温度已达到稀土元素的高温钛合金其使用温度已达到稀土元素的高
47、温钛合金其使用温度已达到稀土元素的高温钛合金其使用温度已达到600 , 600 , 600 , 600 , 其各项性能显示均其各项性能显示均其各项性能显示均其各项性能显示均为良好。但稀土元素在合金中的机制作用需进一步研究为良好。但稀土元素在合金中的机制作用需进一步研究为良好。但稀土元素在合金中的机制作用需进一步研究为良好。但稀土元素在合金中的机制作用需进一步研究, , , , 为含稀土元为含稀土元为含稀土元为含稀土元素的高温钛合金的发展奠定理论基础。素的高温钛合金的发展奠定理论基础。素的高温钛合金的发展奠定理论基础。素的高温钛合金的发展奠定理论基础。 (3) (3) (3) (3) 合金朝着多
48、元强化的方向发展。合金成分的优化越来越重要，合金朝着多元强化的方向发展。合金成分的优化越来越重要，合金朝着多元强化的方向发展。合金成分的优化越来越重要，合金朝着多元强化的方向发展。合金成分的优化越来越重要，Ti2Al2Sn2Zr2Mo2Si2(RE) Ti2Al2Sn2Zr2Mo2Si2(RE) Ti2Al2Sn2Zr2Mo2Si2(RE) Ti2Al2Sn2Zr2Mo2Si2(RE) 系近系近系近系近钛合金占主导地位钛合金占主导地位钛合金占主导地位钛合金占主导地位; Si ; Si ; Si ; Si 元素是高温元素是高温元素是高温元素是高温钛合金中必不可少的重要元素。钛合金中必不可少的重要
49、元素。钛合金中必不可少的重要元素。钛合金中必不可少的重要元素。Your company sloganYour company slogan 阻燃钛合金阻燃钛合金Your company sloganYour company slogan1.1.阻燃钛合金阻燃钛合金的研究现状的研究现状阻燃钛合金主要有两种体系，阻燃钛合金主要有两种体系，阻燃钛合金主要有两种体系，阻燃钛合金主要有两种体系，一是一是一是一是Ti-V-CrTi-V-CrTi-V-CrTi-V-Cr系系系系，如如如如美国的美国的美国的美国的Alloy C(Ti-35V-15Cr)Alloy C(Ti-35V-15Cr)Alloy C(T
50、i-35V-15Cr)Alloy C(Ti-35V-15Cr)、英国的、英国的、英国的、英国的Ti-25V-Ti-25V-Ti-25V-Ti-25V-15Cr-2Al-XC15Cr-2Al-XC15Cr-2Al-XC15Cr-2Al-XC、中国、中国、中国、中国Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)；二二二二是是是是Ti-Al-CuTi-Al-CuTi-Al-CuTi-Al-Cu系系系系，如俄罗斯的，如俄罗斯的，如俄罗斯的，如俄罗斯的BTT-1/BT
51、TT-3BTT-1/BTTT-3BTT-1/BTTT-3BTT-1/BTTT-3 和中国和中国和中国和中国的的的的Ti14(Ti-Al-Cu-Si)Ti14(Ti-Al-Cu-Si)Ti14(Ti-Al-Cu-Si)Ti14(Ti-Al-Cu-Si)。Ti-V-CrTi-V-CrTi-V-CrTi-V-Cr系阻燃钛合金与系阻燃钛合金与系阻燃钛合金与系阻燃钛合金与Ti-Al-CuTi-Al-CuTi-Al-CuTi-Al-Cu系相比系相比系相比系相比, , , ,具有更好的综合力学性能，且具有更好的综合力学性能，且具有更好的综合力学性能，且具有更好的综合力学性能，且Alloy CAlloy CA
52、lloy CAlloy C阻燃钛合金已在阻燃钛合金已在阻燃钛合金已在阻燃钛合金已在F119F119F119F119发动机中得到成功应发动机中得到成功应发动机中得到成功应发动机中得到成功应用。用。用。用。在此只介绍很有应用前景的在此只介绍很有应用前景的在此只介绍很有应用前景的在此只介绍很有应用前景的Ti-V-CrTi-V-CrTi-V-CrTi-V-Cr系系系系Ti40Ti40Ti40Ti40阻燃钛阻燃钛阻燃钛阻燃钛合金。合金。合金。合金。Your company sloganYour company sloganTi40Ti40Ti40Ti40合金是西北有色院设计研制的，该合金除具有良好的常合
53、金是西北有色院设计研制的，该合金除具有良好的常合金是西北有色院设计研制的，该合金除具有良好的常合金是西北有色院设计研制的，该合金除具有良好的常规力学性能外，还具有良好的阻燃性能。规力学性能外，还具有良好的阻燃性能。规力学性能外，还具有良好的阻燃性能。规力学性能外，还具有良好的阻燃性能。1.1.1.1.高温钛合金均为近高温钛合金均为近高温钛合金均为近高温钛合金均为近型钛合金，密度在型钛合金，密度在型钛合金，密度在型钛合金，密度在4.5g/cm4.5g/cm4.5g/cm4.5g/cm左右，而左右，而左右，而左右，而Ti40Ti40Ti40Ti40全全全全型钛合金，密度在型钛合金，密度在型钛合金，
54、密度在型钛合金，密度在5.3g/cm5.3g/cm5.3g/cm5.3g/cm左右。左右。左右。左右。2.2.2.2.高温钛合金热加工性能较好、可焊，具备高温钛合金热加工性能较好、可焊，具备高温钛合金热加工性能较好、可焊，具备高温钛合金热加工性能较好、可焊，具备型钛合金优缺点；而型钛合金优缺点；而型钛合金优缺点；而型钛合金优缺点；而Ti40Ti40Ti40Ti40合金热加工性能不好，尤其是开坯热加工，但冷加工性能较好，合金热加工性能不好，尤其是开坯热加工，但冷加工性能较好，合金热加工性能不好，尤其是开坯热加工，但冷加工性能较好，合金热加工性能不好，尤其是开坯热加工，但冷加工性能较好，具备具备具
55、备具备型型型型钛合金的优缺点。钛合金的优缺点。钛合金的优缺点。钛合金的优缺点。3.3.3.3.高温钛合金具有较好的综合力学性能，但不抗燃烧，而高温钛合金具有较好的综合力学性能，但不抗燃烧，而高温钛合金具有较好的综合力学性能，但不抗燃烧，而高温钛合金具有较好的综合力学性能，但不抗燃烧，而Ti40Ti40Ti40Ti40除具有较除具有较除具有较除具有较好的综合力学性能，还具有很好的阻燃性能。好的综合力学性能，还具有很好的阻燃性能。好的综合力学性能，还具有很好的阻燃性能。好的综合力学性能，还具有很好的阻燃性能。4.4.4.4.高温钛合金含贵重金属元素很少，价格较低；而高温钛合金含贵重金属元素很少，价
56、格较低；而高温钛合金含贵重金属元素很少，价格较低；而高温钛合金含贵重金属元素很少，价格较低；而Ti40Ti40Ti40Ti40贵重元素贵重元素贵重元素贵重元素V V V V含量含量含量含量达达达达25%25%25%25%，价格较高，约为高温钛合金的，价格较高，约为高温钛合金的，价格较高，约为高温钛合金的，价格较高，约为高温钛合金的8 8 8 8 10101010倍。倍。倍。倍。Your company sloganYour company slogan2.2.阻燃钛合金研究存在的问题及发展方向阻燃钛合金研究存在的问题及发展方向阻燃钛合金的类型较少阻燃钛合金的类型较少阻燃钛合金的类型较少阻燃钛合
57、金的类型较少, , , , 成本较高以及对阻燃性能评价方成本较高以及对阻燃性能评价方成本较高以及对阻燃性能评价方成本较高以及对阻燃性能评价方法的不统一都阻碍了阻燃钛合金的发展。法的不统一都阻碍了阻燃钛合金的发展。法的不统一都阻碍了阻燃钛合金的发展。法的不统一都阻碍了阻燃钛合金的发展。阻燃钛合金的发展方向主要为阻燃钛合金的发展方向主要为阻燃钛合金的发展方向主要为阻燃钛合金的发展方向主要为: : : : (1) (1) (1) (1) 制定评价钛合金阻燃性能的统一标准和方法。制定评价钛合金阻燃性能的统一标准和方法。制定评价钛合金阻燃性能的统一标准和方法。制定评价钛合金阻燃性能的统一标准和方法。 (
58、2) (2) (2) (2) 提高提高提高提高Ti2Cu2Al Ti2Cu2Al Ti2Cu2Al Ti2Cu2Al 系阻燃钛合金的综合力学性能。与系阻燃钛合金的综合力学性能。与系阻燃钛合金的综合力学性能。与系阻燃钛合金的综合力学性能。与Ti2V2Cr Ti2V2Cr Ti2V2Cr Ti2V2Cr 系阻燃钛合金相比系阻燃钛合金相比系阻燃钛合金相比系阻燃钛合金相比, Ti2Cu2Al , Ti2Cu2Al , Ti2Cu2Al , Ti2Cu2Al 系阻燃钛合金的综系阻燃钛合金的综系阻燃钛合金的综系阻燃钛合金的综合力学性能较差合力学性能较差合力学性能较差合力学性能较差, , , , 工作温度也
59、较低。工作温度也较低。工作温度也较低。工作温度也较低。 (3) (3) (3) (3) 降低降低降低降低Ti2V2Cr Ti2V2Cr Ti2V2Cr Ti2V2Cr 系阻燃钛合金成本。系阻燃钛合金成本。系阻燃钛合金成本。系阻燃钛合金成本。Ti2V2Cr Ti2V2Cr Ti2V2Cr Ti2V2Cr 系阻燃钛系阻燃钛系阻燃钛系阻燃钛合金含有大量贵金属元素合金含有大量贵金属元素合金含有大量贵金属元素合金含有大量贵金属元素V , V , V , V , 导致成本较高。导致成本较高。导致成本较高。导致成本较高。Your company sloganYour company slogan损伤容限钛合
60、金Your company sloganYour company slogan1.1.损伤容限钛合金损伤容限钛合金的研究现状的研究现状具有很高断裂韧性和很慢裂纹扩展速率的中强或高强钛合具有很高断裂韧性和很慢裂纹扩展速率的中强或高强钛合具有很高断裂韧性和很慢裂纹扩展速率的中强或高强钛合具有很高断裂韧性和很慢裂纹扩展速率的中强或高强钛合金金金金, , , ,即高损伤容限钛合金。即高损伤容限钛合金。即高损伤容限钛合金。即高损伤容限钛合金。目前目前目前目前, , , , 国外已经研制出了损伤容限钛合金国外已经研制出了损伤容限钛合金国外已经研制出了损伤容限钛合金国外已经研制出了损伤容限钛合金, , ,
61、,即低间隙即低间隙即低间隙即低间隙Ti26Al24V(2ELI) Ti26Al24V(2ELI) Ti26Al24V(2ELI) Ti26Al24V(2ELI) 和和和和Ti26222222STi26222222STi26222222STi26222222S。中国研制了新型两相高强高韧。中国研制了新型两相高强高韧。中国研制了新型两相高强高韧。中国研制了新型两相高强高韧TC21TC21TC21TC21合金。合金。合金。合金。 Ti26Al24VTi26Al24VTi26Al24VTi26Al24V (2ELI) (2ELI) (2ELI) (2ELI) 属于属于属于属于900 MPa 900 M
62、Pa 900 MPa 900 MPa 强度级别的高损伤容限钛合金。强度级别的高损伤容限钛合金。强度级别的高损伤容限钛合金。强度级别的高损伤容限钛合金。已应用于波音已应用于波音已应用于波音已应用于波音777777777777客机的安定面连接接头和客机的安定面连接接头和客机的安定面连接接头和客机的安定面连接接头和F/A222F/A222F/A222F/A222飞机的机体。飞机的机体。飞机的机体。飞机的机体。 Ti26222222STi26222222STi26222222STi26222222S (Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr20. 2Si) (Ti26Al22Sn22Zr22Mo
63、22Cr20. 2Si) (Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr20. 2Si) (Ti26Al22Sn22Zr22Mo22Cr20. 2Si) 合金是由美国合金是由美国合金是由美国合金是由美国RMI RMI RMI RMI 公司于公司于公司于公司于20 20 20 20 世纪世纪世纪世纪70 70 70 70 年代研制的一种航空用年代研制的一种航空用年代研制的一种航空用年代研制的一种航空用2222型钛合金。具有良好的型钛合金。具有良好的型钛合金。具有良好的型钛合金。具有良好的强韧性匹配强韧性匹配强韧性匹配强韧性匹配, , , ,深淬透性大，超塑成型性能好。现已被美国空军选定作为深淬透
64、性大，超塑成型性能好。现已被美国空军选定作为深淬透性大，超塑成型性能好。现已被美国空军选定作为深淬透性大，超塑成型性能好。现已被美国空军选定作为F222 F222 F222 F222 战斗机用材料。战斗机用材料。战斗机用材料。战斗机用材料。Your company sloganYour company slogan2.2.2.2.损伤容限钛合金研究存在的问题及发展方向损伤容限钛合金研究存在的问题及发展方向损伤容限钛合金研究存在的问题及发展方向损伤容限钛合金研究存在的问题及发展方向国外已有国外已有国外已有国外已有30303030多年损伤容限设计的经验多年损伤容限设计的经验多年损伤容限设计的经验多
65、年损伤容限设计的经验, , , , 而我国在损伤容限而我国在损伤容限而我国在损伤容限而我国在损伤容限设计方面起步较晚。随着国内航空系统损伤容限设计技术设计方面起步较晚。随着国内航空系统损伤容限设计技术设计方面起步较晚。随着国内航空系统损伤容限设计技术设计方面起步较晚。随着国内航空系统损伤容限设计技术的迅速普及的迅速普及的迅速普及的迅速普及, , , , 对高损伤容限钛合金的需求将日益迫切。对高损伤容限钛合金的需求将日益迫切。对高损伤容限钛合金的需求将日益迫切。对高损伤容限钛合金的需求将日益迫切。损伤容限钛合金的发展趋势为损伤容限钛合金的发展趋势为损伤容限钛合金的发展趋势为损伤容限钛合金的发展趋
66、势为: : : : (1) (1) (1) (1) 发展发展发展发展1100MPa 1100MPa 1100MPa 1100MPa 级别的高强高韧损伤容限钛合金。长级别的高强高韧损伤容限钛合金。长级别的高强高韧损伤容限钛合金。长级别的高强高韧损伤容限钛合金。长寿命飞机结构件用钛合金发展的趋势是寿命飞机结构件用钛合金发展的趋势是寿命飞机结构件用钛合金发展的趋势是寿命飞机结构件用钛合金发展的趋势是1100MPa 1100MPa 1100MPa 1100MPa 级别的高级别的高级别的高级别的高强高韧损伤容限钛合金。强高韧损伤容限钛合金。强高韧损伤容限钛合金。强高韧损伤容限钛合金。 (2) (2) (
67、2) (2) 为获得高损伤容限性能为获得高损伤容限性能为获得高损伤容限性能为获得高损伤容限性能, , , , 可以通过降低间隙元素可以通过降低间隙元素可以通过降低间隙元素可以通过降低间隙元素(C (C (C (C , N , O , N , O , N , O , N , O 等等等等) ) ) ) 含量、含量、含量、含量、相区热机械加工、相区热机械加工、相区热机械加工、相区热机械加工、热处理等方法。热处理等方法。热处理等方法。热处理等方法。Your company sloganYour company slogan 高强钛合金高强钛合金Your company sloganYour comp
68、any slogan1.1.高强钛合金的高强钛合金的研究现状研究现状高强度钛合金一般指抗拉强度在高强度钛合金一般指抗拉强度在高强度钛合金一般指抗拉强度在高强度钛合金一般指抗拉强度在1000MPa 1000MPa 1000MPa 1000MPa 以上的钛合金。以上的钛合金。以上的钛合金。以上的钛合金。目前目前目前目前, , , , 代表国际先进水平并在飞机上获得实际应用的高强度钛合金主代表国际先进水平并在飞机上获得实际应用的高强度钛合金主代表国际先进水平并在飞机上获得实际应用的高强度钛合金主代表国际先进水平并在飞机上获得实际应用的高强度钛合金主要有要有要有要有型钛合金型钛合金型钛合金型钛合金Ti
69、2102223 , Ti21523 , 221S ,-Ti2102223 , Ti21523 , 221S ,-Ti2102223 , Ti21523 , 221S ,-Ti2102223 , Ti21523 , 221S ,-型两相钛合金型两相钛合金型两相钛合金型两相钛合金BT22BT22BT22BT22，以及中国的，以及中国的，以及中国的，以及中国的TB10 TB10 TB10 TB10 等。等。等。等。 Ti21023 Ti21023 Ti21023 Ti21023 (Ti210V22Fe23Al) (Ti210V22Fe23Al) (Ti210V22Fe23Al) (Ti210V22F
70、e23Al) 合金是美国合金是美国合金是美国合金是美国TimetTimetTimetTimet公司于公司于公司于公司于1971197119711971年研制成功年研制成功年研制成功年研制成功的的的的, , , , 是迄今为止应用最为广泛的一种高强韧近是迄今为止应用最为广泛的一种高强韧近是迄今为止应用最为广泛的一种高强韧近是迄今为止应用最为广泛的一种高强韧近钛合金。现已应用于钛合金。现已应用于钛合金。现已应用于钛合金。现已应用于波音波音波音波音777 777 777 777 客机起落架主梁。客机起落架主梁。客机起落架主梁。客机起落架主梁。 Ti21523Ti21523Ti21523Ti21523
71、 (Ti215V23Cr23Sn23Al) (Ti215V23Cr23Sn23Al) (Ti215V23Cr23Sn23Al) (Ti215V23Cr23Sn23Al) 合金是在合金是在合金是在合金是在20 20 20 20 世纪世纪世纪世纪70 70 70 70 年代由美国空年代由美国空年代由美国空年代由美国空军部门资助下开发出来的一种近军部门资助下开发出来的一种近军部门资助下开发出来的一种近军部门资助下开发出来的一种近型的高强抗腐蚀合金。具有优良的型的高强抗腐蚀合金。具有优良的型的高强抗腐蚀合金。具有优良的型的高强抗腐蚀合金。具有优良的冷变形性、时效硬化性能和可焊接性能等特点冷变形性、时效
72、硬化性能和可焊接性能等特点冷变形性、时效硬化性能和可焊接性能等特点冷变形性、时效硬化性能和可焊接性能等特点, , , , 已应用到波音已应用到波音已应用到波音已应用到波音777 777 777 777 上上上上的应用控制系统管道和灭火罐。的应用控制系统管道和灭火罐。的应用控制系统管道和灭火罐。的应用控制系统管道和灭火罐。Your company sloganYour company slogan 221S 221S 221S 221S ( Ti215Mo23Al22.7Nb20.2Si ) ( Ti215Mo23Al22.7Nb20.2Si ) ( Ti215Mo23Al22.7Nb20.2S
73、i ) ( Ti215Mo23Al22.7Nb20.2Si ) 合金是美国合金是美国合金是美国合金是美国TimetTimetTimetTimet公司在公司在公司在公司在1989198919891989年为麦道公司提供一种用于航天飞机的钛金属基复合材料中所需的抗年为麦道公司提供一种用于航天飞机的钛金属基复合材料中所需的抗年为麦道公司提供一种用于航天飞机的钛金属基复合材料中所需的抗年为麦道公司提供一种用于航天飞机的钛金属基复合材料中所需的抗氧化箔材而开发的。具有特别好的高温强度和抗蠕变性能氧化箔材而开发的。具有特别好的高温强度和抗蠕变性能氧化箔材而开发的。具有特别好的高温强度和抗蠕变性能氧化箔材而
74、开发的。具有特别好的高温强度和抗蠕变性能, , , , 适用于发适用于发适用于发适用于发动机衬套和喷管等动机衬套和喷管等动机衬套和喷管等动机衬套和喷管等, , , , 现已被美国国家宇航局确定用作碳化硅现已被美国国家宇航局确定用作碳化硅现已被美国国家宇航局确定用作碳化硅现已被美国国家宇航局确定用作碳化硅/ / / / 钛基复钛基复钛基复钛基复合材料的基体材料。合材料的基体材料。合材料的基体材料。合材料的基体材料。 BT22 BT22 BT22 BT22 (Ti25Al25Mo25V21Fe21Cr) (Ti25Al25Mo25V21Fe21Cr) (Ti25Al25Mo25V21Fe21Cr)
75、 (Ti25Al25Mo25V21Fe21Cr) 合金是前苏联在合金是前苏联在合金是前苏联在合金是前苏联在20202020世纪世纪世纪世纪70707070年代研制年代研制年代研制年代研制的一种高合金化、高强度近的一种高合金化、高强度近的一种高合金化、高强度近的一种高合金化、高强度近型钛合金。具有强度高型钛合金。具有强度高型钛合金。具有强度高型钛合金。具有强度高, , , , 韧性高韧性高韧性高韧性高, , , , 塑性塑性塑性塑性好以及焊接性能优良等特点好以及焊接性能优良等特点好以及焊接性能优良等特点好以及焊接性能优良等特点, , , , 主要用于生产模锻件，也可制造工作温主要用于生产模锻件，
76、也可制造工作温主要用于生产模锻件，也可制造工作温主要用于生产模锻件，也可制造工作温度不高于度不高于度不高于度不高于350350350350的发动机的风扇盘和叶片等。的发动机的风扇盘和叶片等。的发动机的风扇盘和叶片等。的发动机的风扇盘和叶片等。 TB10 TB10 TB10 TB10 ( Ti25Mo25V22Cr23Al) ( Ti25Mo25V22Cr23Al) ( Ti25Mo25V22Cr23Al) ( Ti25Mo25V22Cr23Al) 合金是在对合金是在对合金是在对合金是在对TB2(Ti25Mo25V28Cr23Al) TB2(Ti25Mo25V28Cr23Al) TB2(Ti25
77、Mo25V28Cr23Al) TB2(Ti25Mo25V28Cr23Al) 合金进行改进的基础上研制成功的高强高韧近合金进行改进的基础上研制成功的高强高韧近合金进行改进的基础上研制成功的高强高韧近合金进行改进的基础上研制成功的高强高韧近型钛合金型钛合金型钛合金型钛合金, , , , 具有比强具有比强具有比强具有比强度高度高度高度高, , , , 断裂韧度好断裂韧度好断裂韧度好断裂韧度好, , , , 淬透性高等优点。现已在我国航空领域得到了实淬透性高等优点。现已在我国航空领域得到了实淬透性高等优点。现已在我国航空领域得到了实淬透性高等优点。现已在我国航空领域得到了实际应用。际应用。际应用。际应
78、用。Your company sloganYour company slogan2.2.高强钛合金研究存在的问题及发展方向高强钛合金研究存在的问题及发展方向现有钛合金的强度现有钛合金的强度现有钛合金的强度现有钛合金的强度( ( ( (尤其是强韧性匹配尤其是强韧性匹配尤其是强韧性匹配尤其是强韧性匹配) ) ) )不能满足航空要求不能满足航空要求不能满足航空要求不能满足航空要求, , , , 而且合金而且合金而且合金而且合金成本太高成本太高成本太高成本太高, , , , 合金性能对工艺参数敏感等问题使其应用受到了一定限制。合金性能对工艺参数敏感等问题使其应用受到了一定限制。合金性能对工艺参数敏感等
79、问题使其应用受到了一定限制。合金性能对工艺参数敏感等问题使其应用受到了一定限制。高强钛合金的发展趋势主要为高强钛合金的发展趋势主要为高强钛合金的发展趋势主要为高强钛合金的发展趋势主要为: : : : (1) (1) (1) (1) 研制研制研制研制b1350MPa , b1350MPa , b1350MPa , b1350MPa , K K K KIC55 MPamIC55 MPamIC55 MPamIC55 MPam 的高强韧钛合金。现有高的高强韧钛合金。现有高的高强韧钛合金。现有高的高强韧钛合金。现有高强钛合金的强韧性匹配仍不如现有高强韧钢，限制了钛合金的应用。强钛合金的强韧性匹配仍不如现
80、有高强韧钢，限制了钛合金的应用。强钛合金的强韧性匹配仍不如现有高强韧钢，限制了钛合金的应用。强钛合金的强韧性匹配仍不如现有高强韧钢，限制了钛合金的应用。 (2) (2) (2) (2)开发低成本钛合金。由于高强钛合金一般都含有开发低成本钛合金。由于高强钛合金一般都含有开发低成本钛合金。由于高强钛合金一般都含有开发低成本钛合金。由于高强钛合金一般都含有稳定元素稳定元素稳定元素稳定元素( ( ( (如如如如Mo Mo Mo Mo , V , Nb , V , Nb , V , Nb , V , Nb 等等等等) , ) , ) , ) , 这些元素的价格都比较昂贵这些元素的价格都比较昂贵这些元素的
81、价格都比较昂贵这些元素的价格都比较昂贵, , , , 对钛合金的应用造成了对钛合金的应用造成了对钛合金的应用造成了对钛合金的应用造成了限制。限制。限制。限制。 (3) (3) (3) (3)进一步探索加工工艺与合金组织及性能的关系。由于高强钛合金进一步探索加工工艺与合金组织及性能的关系。由于高强钛合金进一步探索加工工艺与合金组织及性能的关系。由于高强钛合金进一步探索加工工艺与合金组织及性能的关系。由于高强钛合金的一些性能对工艺参数非常敏感的一些性能对工艺参数非常敏感的一些性能对工艺参数非常敏感的一些性能对工艺参数非常敏感, , , ,所以需要严格控制加工工艺。所以需要严格控制加工工艺。所以需要
82、严格控制加工工艺。所以需要严格控制加工工艺。Your company sloganYour company slogan航空用钛合金的重点研究发展方向航空用钛合金的重点研究发展方向航空用钛合金研究在材料研制部门受到高度重视，取得了可航空用钛合金研究在材料研制部门受到高度重视，取得了可航空用钛合金研究在材料研制部门受到高度重视，取得了可航空用钛合金研究在材料研制部门受到高度重视，取得了可喜进展，满足了航空应用研究部门、设计部门和应用部门的喜进展，满足了航空应用研究部门、设计部门和应用部门的喜进展，满足了航空应用研究部门、设计部门和应用部门的喜进展，满足了航空应用研究部门、设计部门和应用部门的一定
83、需求。材料研制部门研制航空用钛合金已从仿制走向创一定需求。材料研制部门研制航空用钛合金已从仿制走向创一定需求。材料研制部门研制航空用钛合金已从仿制走向创一定需求。材料研制部门研制航空用钛合金已从仿制走向创新。但钛合金研究的多、应用的少却是不争的事实。新。但钛合金研究的多、应用的少却是不争的事实。新。但钛合金研究的多、应用的少却是不争的事实。新。但钛合金研究的多、应用的少却是不争的事实。近几年航空用钛合金的重点研究发展方向是：近几年航空用钛合金的重点研究发展方向是：近几年航空用钛合金的重点研究发展方向是：近几年航空用钛合金的重点研究发展方向是：1. 1. 1. 1. 对对对对现有高温钛合金的成分
84、进行调整并研发现有高温钛合金的成分进行调整并研发现有高温钛合金的成分进行调整并研发现有高温钛合金的成分进行调整并研发600600600600高温钛合金。高温钛合金。高温钛合金。高温钛合金。2. 2. 2. 2. 进一步加强对阻燃钛合金和高强高韧损伤容限钛合金的研究进一步加强对阻燃钛合金和高强高韧损伤容限钛合金的研究进一步加强对阻燃钛合金和高强高韧损伤容限钛合金的研究进一步加强对阻燃钛合金和高强高韧损伤容限钛合金的研究工作工作工作工作, , , , 开发不同强度等级的实用钛合金。开发不同强度等级的实用钛合金。开发不同强度等级的实用钛合金。开发不同强度等级的实用钛合金。3. 3. 3. 3. 研制
85、具有自主知识产权的新型高强韧钛合金研制具有自主知识产权的新型高强韧钛合金研制具有自主知识产权的新型高强韧钛合金研制具有自主知识产权的新型高强韧钛合金, , , ,为进一步提高为进一步提高为进一步提高为进一步提高我国钛合金在宇航工业中大型承力构件的应用起到积极推动我国钛合金在宇航工业中大型承力构件的应用起到积极推动我国钛合金在宇航工业中大型承力构件的应用起到积极推动我国钛合金在宇航工业中大型承力构件的应用起到积极推动的作用。的作用。的作用。的作用。4. 4. 4. 4. 用价格较低的合金元素取代贵的金属元素或改善加工工艺降用价格较低的合金元素取代贵的金属元素或改善加工工艺降用价格较低的合金元素取代贵的金属元素或改善加工工艺降用价格较低的合金元素取代贵的金属元素或改善加工工艺降低钛合金成本低钛合金成本低钛合金成本低钛合金成本, , , , 扩大其使用范围。扩大其使用范围。扩大其使用范围。扩大其使用范围。Your company sloganYour company sloganDocuments End !
