1.1 Overzicht van de ontwikkeling van titaniumlegeringen op hoge temperatuur in de Verenigde Staten
In 1954 ontwikkelden de Verenigde Staten 's werelds eerste titaniumlegering met hoge temperatuur: TC4 (nominale samenstelling Ti -6 Al -4 V), die het onderzoeksproces opende van titaniumlegeringen met hoge temperatuur. Daarna werden veel andere titaniumlegeringen op hoge temperatuur ontwikkeld en onderzocht op basis van TC4. TC4 -legering voegt -stabiliserend element Al en -stabiliserend element V toe aan de titaniummatrix en verkrijgt een microstructuur waarin fase en fase naast elkaar bestaan. Het heeft goede mechanische eigenschappen en hoge temperatuurweerstand en andere uitgebreide eigenschappen, en wordt gebruikt in structurele componenten en resistente componenten op hoge temperatuur. De maximale bedrijfstemperatuur van TC4 is 350 graden. In de daaropvolgende ontwikkeling, vanwege de steeds hogere vereisten voor materialen in het luchtvaartveld, zijn de prestatieveroordelen van TC4: onvoldoende hittebestendigheid, slechte koude werkbaarheid, complex voorbereidingsproces, slechte hardbaarheid, enz., Zijn niet voldoende om de toepassing ervan in het luchtvaartveld te ondersteunen.
Om de bovenstaande redenen ontwikkelden de Verenigde Staten in de jaren zestig titaniumlegeringen met hogere werktemperaturen: ti -6246 en ti -6242, waardoor de werktemperatuur werd verhoogd tot ongeveer 450 graden. In de jaren zeventig verbeterden de Verenigde Staten effectief de kruipsterkte en vermoeidheidssterkte van titaniumlegeringen door Si -elementen aan de legering toe te voegen en ontwikkelden de legering van Ti -6242 met een diensttemperatuur van meer dan 500 graden. In de jaren tachtig ontwikkelden de Verenigde Staten de legering van Ti -1100 met een hogere weerstand van hoge temperatuur, die een goede toepassing heeft in luchtvaartvliegtuigen.
1.2 Overzicht van de ontwikkeling van titaniumlegeringen op hoge temperatuur in het Verenigd Koninkrijk
Nadat de Verenigde Staten TC4 hadden ontwikkeld, bleef het Verenigd Koninkrijk niet achter en ontwikkelde achtereenvolgens een reeks van titaniumlegeringen. In de jaren 1950 ontwikkelde het Verenigd Koninkrijk de IMI550 -titaniumlegering, die zijn weerstand op hoge temperatuur tot meer dan 400 graden verhoogde door Si -elementen aan de legering toe te voegen, en de hoge temperatuursterkte was ook 10% hoger dan TC4. In de jaren zestig ontwikkelde het VK IMI679- en IMI685 -legeringen, met legeringscomposities van Ti {-2 Al -11 Sn -5 ZR -1 mo -0. 2si en Ti -6 Al -5 zr -0. 5mo -0. 25Si. Deze twee legeringen hebben een laag molybdeengehalte. In vergelijking met TC4 is de kruipsterkte van deze twee legeringen sterk verbeterd. In termen van bedrijfstemperatuur bereikt de bedrijfstemperatuur van IMI679 450 graden; De bedrijfstemperatuur van IMI685 overschrijdt 500 graden. De lassen- en verwerkingseigenschappen van IMI685 -legering zijn goed, wat bevorderlijk is voor de toepassing ervan in het luchtvaartveld.
In de jaren zeventig en tachtig, gebaseerd op de Ti-Al-Sn-Zr-Mo-NB-Si-legering, ontwikkelde het VK IMI829- en IMI834-legeringen om de vermoeidheid van de legering te verbeteren, met een maximale bedrijfstemperatuur van 600 graden. Door de macro- en microstructuren te verfijnen, hebben deze twee legeringen de kruipsterkte en oxidatieresistentie sterk verbeterd. Na de behandeling van oplossingen wordt de microstructuur van IMI829-legering omgezet in een kleine hoeveelheid transformatiemicrostructuur en naaldvormige fase, die de kruipsterkte en breukstuwheid van de legering verbetert; Na + oplossingsbehandeling wordt de microstructuur van IMI834-legering omgezet in naaldvormige transformatiemicrostructuur en een kleine hoeveelheid primaire fase, die de vermoeidheidssterkte en kruipsterkte van de legering verbetert.
1.3 Ontwikkeling van Russische titaniumlegeringen op hoge temperatuur
Gebaseerd op de ervaring van de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk, ontwikkelde en vervaardigde Rusland zich onafhankelijk van 3-1 hoge temperatuurtitaniumlegering. Bt 3-1 voegt twee eutectoid -stabiliserende elementen, Cr en Fe, toe om de fase en fase te versterken. De maximale bedrijfstemperatuur kan 450 graden bereiken en de thermische sterkte en de sterkte van de middellange temperatuur zijn relatief hoog. In 1958 ontwikkelde Rusland BT8- en BT9 -legeringen, die hun hittebestendigheid effectief verbeterden. De nominale samenstelling van Bt8-legering is ti -6. 5al -3. 5MO -0. 2Si, die behoort tot de Ti-Al-Mo-Si-serie + type Martensitic Alloy. De thermische sterkte en hittebestendigheid van BT8 zijn sterk verbeterd in vergelijking met BT 3-1, en het kan lange tijd werken in een onbeschermde omgeving. De gebruikstemperatuur van BT9 -legering kan 500 graden bereiken. In de vroege fase van het onderzoek bevatte het SN -element, dat later werd vervangen door ZR -element. De kruipsterkte en uithoudingssterkte van BT9 -legering zijn sterk verbeterd. BT8 en BT9 hebben veel toepassingen voornamelijk in compressoren.
Rusland ontwikkelde vervolgens BT18 nabij-legering. BT18 bevat een trace -hoeveelheid fase en kan voor een korte tijd worden gebruikt bij 8 0 0 graad of gedurende een lange tijd bij 550-600 graad. De kruipsterkte en plasticiteit zijn enigszins onvoldoende in vergelijking met vergelijkbare legeringen. Op basis van BT18 wordt de inhoud van AL -element verminderd en wordt ZR vervangen door SN om BT18Y -legering te verkrijgen. Na verbetering worden de thermische stabiliteit, impact taaiheid en kruipsterkte van de legering verbeterd. De momentane trekeigenschappen zijn echter enigszins verlaagd bij hoge temperaturen. De BT36-legering ontwikkeld door Rusland is de meest warmtebestendige titaniumlegering en de servicetemperatuur kan 600 graden bereiken. Op basis van BT18Y wordt 1% NB vervangen door 5% W. In vergelijking met NB heeft W een hoger smeltpunt en een hogere kruiplimiet. Vergeleken met BT18Y zijn de uitgebreide prestaties van BT36 sterk verbeterd en wordt deze veel gebruikt in onderdelen met vliegtuigmotor. Nu is het onderzoek naar titaniumlegeringen met de toevoeging van (0,7%-5. 0%) W-element een nieuwe trend geworden in de titaniumlegeringen van de Russische hoge temperatuur.
