航空用钛合金材料及钛合金标准发展综述

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1、航空标准化与质量总第237期航空用钛合金材料及钛合金标准发展综述1112黄天娥范桂彬闫海刘东升（1.北京百慕航材高科技股份有限公司，北京100095；2.北京航空材料研究院，北京100095）[摘要]以航空用钛合金材料为对象，综述了相关标准的发展历程和现状，并试图对航空用钛合金材料和技术标准的未来趋势作些探讨。[关键词]航空；钛合金；标准[中图分类号]TG146；T–65[文献标识码]C[文章编号]1003–6660（2010）03–0030–04钛合金材料密度低、比强度高、耐腐蚀、组织性能稳广的是Ti–6Al–4V和Ti

2、–6Al–2Sn–4Zr–2Mo（Ti6242）两个钛定性好，且具有优良的综合性能。钛合金所具有的这一系合金牌号材料。列突出优点，使其在飞机结构和航空发动机中获得了越来我国钛合金材料的研制从1956年开始，以仿制前苏工作研究•越广泛的应用。近年来，世界钛工业和钛材加工技术得到联钛合金材料为主。近年来，我国新型钛合金研究十分活了飞速发展，海绵钛和钛合金加工材的生产和消费都达到跃，研制出许多具有知识产权的新型钛合金，合金总数约了很高的水平。我国钛资源丰富，储量居世界前列，目前70多种，其中多数已获得广泛的应用。新开发的用于航空

3、已经成为世界上继美国、俄罗斯、日本之后，具有完整工领域的新型钛合金主要有高温钛合金、高强高韧β型钛合业体系和生产能力的世界第4大钛工业国，加强我国钛合金金、阻燃钛合金等，其中高温钛合金是现代航空发动机的2010年第3期材料的研究和应用推广对促进我国航空工业的快速发展具关键材料之一，也是钛合金的主要发展方向之一。》有重要意义。伴随着钛工业的发展，我国钛及钛合金的标1.1高温钛合金材料准从建立、发展也已经历近40年，现已形成较为完整的标高温钛合金以其优良的热强性和高的比强度，在航空准体系。本文在对航空用钛合金材料和相关标准的发

4、展历发动机中获得了广泛的应用，以其为材料生产的零件包括程及现状进行阐述的基础上，对航空用钛合金材料和技术风扇盘、叶片、压气机盘等。欧美、俄罗斯等航空工业发标准的未来发展趋势作了探讨。达国家先后研制出了在350℃～600℃环境中使用的高温钛航空标准化与质量合金，使用温度逐步提高。目前已成功地应用在军用和民《1航空用钛合金材料用飞机发动机中的新型高温钛合金有：英国的IMI829、航空工业部门是最早应用钛及钛合金材料的。1952IMI834合金，美国的Ti1100合金，俄罗斯的BT18Y、BT36[1-3]年，在道格拉斯的DC–

5、7飞机的短舱及隔热墙上就使用了合金等，使用温度达550℃～600℃。国外在传统高温钛钛金属。50年代初期，一些军用飞机后机身的隔热板、机合金的基础上仍在进行深化研究。另外，钛铝化合物为基尾罩、减速板等受力不大的结构件也开始使用工业纯钛制的TiAl（α2）和TiAl（γ）金属间化合物开始受到关注，3造。进入60年代，飞机上的襟翼滑轧、承力隔框、中翼盒成为未来航空发动机及飞机结构件最具竞争力的材料。形梁、起落架梁等主要承力结构件也陆续采用了钛合金材其最大优点是高温性能好（最高使用温度分别为816℃和料制造。近年来，航空工业对高

6、强度、低密度材料的需求982℃）、抗氧化能力强、抗蠕变性能好且质量更轻。目日益迫切，使得钛合金材料的应用从战斗机拓展到大型军前，有两个以TiAl为基的Ti–21Nb–14Al和Ti–24Al–14Nb–3用轰炸机和运输机。钛合金材料的应用水平已成为衡量飞3V–0.5Mo钛合金在美国开始批量生产。机先进性的重要标志之一。在美国战斗机的更新换代中，近20年来，我国也自行研制了多种牌号的高温钛合钛合金和复合材料的使用比例不断上升，第四代战斗机金，主要有Ti–55、Ti–60、Ti–600及7715系列合金等。F–22所使用材料中

7、41%为钛合金，其中发动机的叶轮、盘、1.2高强钛合金叶片、机匣、燃烧室筒体和尾喷管等均为钛合金材料制高强度钛合金一般指抗拉强度在1000MPa以上的钛合造。金。在飞机上的应用主要包括起落架的扭力臂、支柱以及几十年来，国内外针对航空应用所研究的钛合金材料机身的承力隔梁等重要结构件。目前，代表国际先进水平取得了很大发展，许多合金也得到广泛应用，其中应用最并在航空领域获得实际应用的高强度钛合金主要有β型钛[收修订稿日期]2010-03-09Jun.201030AeronauticStandardization&QualityN

8、o.237合金Ti–1023，Ti–15-3，β–21S，α-β型两相钛合金BT22空航天理事会的航空材料分会发布，是美国材料专业数量以及我国的TB10等。我国成功开发了TB6、TB8、TB10、最多的非政府标准，作为最优秀的采购规范，在世界航空TC21等高强钛合金，其中TC21和TB10（Ti-5Mo