王 凡，白保良，朱梅生

(1. 蘭州空間技術(shù)物理研究所，甘肅 蘭州 730000)(2. 西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

550 ℃用高溫鈦合金的研發(fā)

王 凡1，白保良2，朱梅生2

(1. 蘭州空間技術(shù)物理研究所，甘肅 蘭州 730000)(2. 西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

應(yīng)高推比航空發(fā)動機的需求，英國、美國、俄羅斯、中國等對高溫鈦合金進(jìn)行了大量的研究工作。世界各國研發(fā)的550 ℃用高溫鈦合金主要有IMI829、Ti-6242S、BT25、BT25Y、Ti-55、Ti-53311S和Ti-633G合金等。簡述了這幾種合金的合金化特點，介紹了合金化的各種元素在合金中所起的作用，重點闡述了Si元素對合金蠕變性能的影響；同時回顧了這幾種鈦合金的研發(fā)狀況、室高溫拉伸性能、應(yīng)用狀況，以及稀土元素對部分高溫鈦合金組織性能的影響等，并展望了其未來的發(fā)展趨勢與重點研究方向。

高溫鈦合金；拉伸性能；稀土元素

0 引 言

鈦及鈦合金因綜合性能優(yōu)異而成為航空航天等工業(yè)的關(guān)鍵材料[1]。受高推重比航空發(fā)動機長期發(fā)展的推動，高溫鈦合金的研究一直是鈦合金研究領(lǐng)域的熱點，英國、美國、俄羅斯和中國等國家都進(jìn)行了大量的研究工作，并開發(fā)出各自的高溫鈦合金體系[2]。這些高溫鈦合金的使用溫度從以Ti-6A1-4V合金[3-4]為代表的300～350 ℃逐步提高到以IMI834鈦合金為代表的600 ℃[5-6]。在鈦合金研發(fā)期間，三個重要發(fā)現(xiàn)對高溫鈦合金的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用：首先是發(fā)現(xiàn)合金體系從α+β兩相鈦合金轉(zhuǎn)向高溫性能更優(yōu)異的近α型鈦合金；其次是認(rèn)識到了Si元素對合金蠕變性能的有益作用；再次是發(fā)現(xiàn)鋁當(dāng)量經(jīng)驗公式對調(diào)控高溫鈦合金熱穩(wěn)定性能具有指導(dǎo)作用。因此，一批性能優(yōu)良的550 ℃用高溫鈦合金應(yīng)運而生，如美國的Ti-6242S，英國的IMI685、IMI829，俄羅斯的BT25等。本文將簡要介紹這幾種合金的研發(fā)狀況，探討其未來的發(fā)展趨勢與研究方向。

1 550 ℃用高溫鈦合金的合金化特點

500 ℃或更高溫度下，蠕變性能和熱穩(wěn)定性是鈦合金兩個重要的性能指標(biāo)，但二者相互矛盾，通過優(yōu)化合金成分和控制顯微組織可使它們合理匹配。目前，各國研制和使用的500 ℃及以上高溫鈦合金均為 Ti-Al-Sn-Zr-Si系。

表1列出了美國、英國、俄羅斯和中國研發(fā)的幾種典型的550 ℃用的高溫鈦合金名義成分及研制時間[5]。從表1中可以看出，這些高溫鈦合金均是近α型的Ti-Al-Sn-Zr-Si系合金。該類合金具有較高的高溫強度和接近于α+β兩相鈦合金的室溫拉伸塑性。

表1 典型的550 ℃用高溫鈦合金

IMI829鈦合金中添加有少量的高熔點Nb元素，旨在強化合金中的β相。BT25、BT25y鈦合金中添加有共析型β穩(wěn)定元素W，使其α+β/β相轉(zhuǎn)變溫度降低(共析反應(yīng)溫度為715 ℃)，熱穩(wěn)定性和熱強性提高[7-8]。由于W的熔點高達(dá)3 410 ℃，常規(guī)熔煉(如真空自耗電弧爐熔煉)很難使W充分熔化并均勻擴散，合金內(nèi)易形成W夾雜和富W的β型偏析。同時W的擴散能力很差，后續(xù)的變形和熱處理也難以使合金成分均勻化。為了提高含W鈦合金鑄錠的質(zhì)量，W一般以Al-Ti-W 或Al-Ti-W-Mo中間合金的形式加入，而且最好采用電子束冷床爐、等離子體冷床爐熔煉。

Si是高溫鈦合金中必不可少的元素[9]。從表1中可看出，這些合金中都含有Si元素。美國研發(fā)的550 ℃用高溫鈦合金的Si含量一般在0.1%左右，而英國、俄羅斯、中國研發(fā)合金的Si含量一般在0.2%～0.3%。研究表明，鈦合金中添加少量Si (0.1%～0.5%)元素后，合金的高溫抗蠕變性能和高溫強度同時增高。

大量研究表明，α型鈦合金中加入適量的Si元素,有利于提高合金的蠕變強度和抗蠕變性能。對不同Si含量的Ti-6242合金蠕變性能的研究發(fā)現(xiàn)[10]，Si含量增大，合金的蠕變殘余應(yīng)變顯著降低，當(dāng)超過最佳含量 (約0.1%)時,蠕變殘余應(yīng)變又有所回升(如圖1所示)。這表明加入0.1%的Si可以顯著提高合金的抗蠕變性能。其原因可能是，高溫下Si以硅化物的形式在位錯上沉淀析出，彌散析出的硅化物粒子可阻礙位錯攀移，而攀移是蠕變的主要變形機制。另有學(xué)者對Ti-Si系合金高溫蠕變的研究發(fā)現(xiàn)[11-13]，位錯區(qū)析出的硅化物對位錯有很強的釘扎作用，這種作用使Ti-0.5Si合金表現(xiàn)出很高的應(yīng)力指數(shù)和名義蠕變激活能，這表明合金具有較高的抗蠕變性能。

圖1 Si對Ti-6242合金抗蠕變性能的影響Fig.1 Effects of Si on creep properties of Ti-6242 alloy

研究表明，相區(qū)冷卻或長時間時效過程中，高溫鈦合金析出的硅化物主要有兩種，一種是S1型的(Ti, Zr)5Si3，另一種是S2型的(Ti, Zr )6Si3，二者均為六方結(jié)構(gòu)。S1型的硅化物晶格常數(shù)a=0.780 nm，c=0.545 nm；S2型的硅化物a=0.698 nm，c=0.368 nm[14]。除 S1和S2以外，近α型高溫鈦合金中還存在 (TiZr)Si，(TiZr)2Si 兩種六方結(jié)構(gòu)的硅化物 。

中國研發(fā)的550 ℃用高溫鈦合金中還含有稀土元素Nd或Gd。合金中加入稀土元素主要起內(nèi)氧化作用，它能有效奪取合金中的氧，生成難熔稀土氧化物，降低合金中的氧含量，使合金基體得以凈化，力學(xué)性能升高[15-16]。其次，彌散析出的稀土氧化物粒子與基體合金的熱膨脹系數(shù)不同，冷卻時這些粒子周圍易形成位錯環(huán)，從而使合金的基體強度、高溫瞬時強度與蠕變強度同時提高。另外，稀土元素還可細(xì)化晶粒，提高合金的蠕變與疲勞性能，改善其熱穩(wěn)定性能[15]。合金熱穩(wěn)定性能的提高得益于稀土元素對α2相析出與長大的抑制作用；而合金蠕變抗力的增大則歸功于稀土元素對細(xì)小硅化物均勻析出的促進(jìn)作用[15]。

2 550 ℃用高溫鈦合金的研發(fā)狀況

2.1 英國的研發(fā)狀況

英國研發(fā)的近α型550 ℃用高溫鈦合金主要有IMI685和IMI829[5, 7, 9]。目前，IMI685鈦合金廣泛應(yīng)用于英國的航空發(fā)動機上，如用于制作RB211、RB199等系列發(fā)動機(Rolls-Royce公司)和M53等發(fā)動機的高壓壓氣機盤和葉片(SNECMA公司)。因焊接性能良好，該合金還被用來制造Rolls-Royce/Turbomeca Adour發(fā)動機上直徑為350 mm的全焊接高壓壓氣機鼓輪裝置，比用螺栓連接的該裝置重量大大減輕。

IMI829是一種專為航空發(fā)動機研制的鈦合金，是第一個按化學(xué)成分和顯微組織控制實現(xiàn)最佳高溫性能的鈦合金。IMI829鈦合金經(jīng)β熱處理后具有針狀α+少量轉(zhuǎn)變β組織，抗蠕變性能和斷裂韌性良好。IMI829鈦合金于1984年已經(jīng)在波音757客機上獲得應(yīng)用[3,5]。用該合金制造的RB211-535E4發(fā)動機的高壓壓氣機，其后3級盤、鼓筒及后軸為電子束焊接的一體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可減重30%。

2.2 美國的研發(fā)狀況

美國高溫鈦合金的發(fā)展較為成熟。1954年研制出國際上第一個可在300～350 ℃下長期工作的高溫結(jié)構(gòu)鈦合金——Ti-6Al-4V合金。20世紀(jì)60年代，美國的研究人員研發(fā)出Mo含量較高的、可在450 ℃左右使用的Ti-6246和Ti-6242合金[17-18]。20世紀(jì)70年代，美國活性金屬公司開發(fā)出添加有Si元素的Ti-6242S合金，其使用溫度提高到540 ℃，合金在565 ℃下仍具有高的強度和剛度，良好的抗蠕變性能和熱穩(wěn)定性，而且該合金的焊接性能也較好。

近α型Ti-6242S合金是為了滿足噴氣發(fā)動機的使用要求而研制的，廣泛應(yīng)用于制作大型運輸機燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高壓壓氣機盤、發(fā)動機結(jié)構(gòu)件、飛機機體熱端零部件等[17，19-20]。該合金的Al當(dāng)量為8.3,Mo當(dāng)量為2.0,相轉(zhuǎn)變溫度Tβ為995 ℃±10 ℃,室溫抗拉強度為930 MPa[6]。合金的組織由β轉(zhuǎn)+等軸α相(80%)組成，通過細(xì)化β晶粒、控制針狀組織可使合金同時獲得良好的疲勞性能和較高的蠕變強度。

2.3 俄羅斯的研發(fā)狀況

為了滿足高性能航空發(fā)動機的需求，多年來，俄羅斯(含前蘇聯(lián))十分重視高溫鈦合金的研發(fā)，研制出系列高溫鈦合金，形成了完整的高溫鈦合金體系。使用溫度低于350 ℃的零部件可選用BT22和BT6鈦合金；使用溫度在400～500 ℃的可選用BT8、BT9和BT8-1鈦合金[3,5]；550 ℃可選用BT25和BT25y鈦合金[21]；600 ℃可選用BT18y和BT36[7]鈦合金。

BT25(TA12)鈦合金是一種馬氏體型α+β兩相鈦合金，它在550 ℃下的工作壽命可高達(dá)6 000 h，是制造航空發(fā)動機部件的理想合金，可用于制造壓氣機等[22]。BT25鈦合金在500 ℃時兼有 BT9鈦合金的熱強性和 BT8鈦合金的熱穩(wěn)定性，500 ℃×100 h條件下的持久強度為650 MPa，比BT8鈦合金高出150 MPa。研究表明，BT25鈦合金棒材在(920～990)℃×(1～2)h/AC + 550 ℃×6 h/AC熱處理后可獲得等軸組織和(或)雙態(tài)組織，具有良好的室溫及高溫拉伸性能[23-24]。表2示出BT25鈦合金軋棒在室溫至600 ℃的拉伸性能。從表2中可以看出，不論是在室溫還是高溫下，該合金均具有較好的拉伸性能；550 ℃下，強、塑性匹配較好，Rm可達(dá)到785 MPa，Rp0.2=610 MPa，A=10%，Z=45%[25]。表3示出BT25鈦合金棒材在550 ℃熱暴露100～3 000 h后的室溫拉伸性能[22]。表3中數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)高溫長時熱暴露后，BT25鈦合金棒材的室溫塑性降低不大，表明該合金在550 ℃下具有良好的熱穩(wěn)定性。

表2 BT25鈦合金軋棒在不同溫度下的拉伸性能

表3 退火態(tài)BT25鈦合金棒材在550 ℃下的熱穩(wěn)定性能

BT25y鈦合金是BT25鈦合金的改進(jìn)型，也屬于馬氏體型兩相變形熱強鈦合金，但比BT25鈦合金的綜合性能更好[22]。合金中添加的Sn和W元素可使合金的熱強性和耐熱性提高，從而使合金的工作壽命得以延長。合金工藝塑性也較好，其變形規(guī)范與TC11鈦合金相似。BT25y鈦合金還可以通過熱處理進(jìn)行強化[26]。BT25y鈦合金的典型組織為網(wǎng)籃和等軸組織，這種組織的合金具有優(yōu)良的室、高溫綜合力學(xué)性能。研究表明，500 ℃下，BT25y鈦合金的抗拉強度仍可達(dá)到 800 MPa以上，具有良好的熱強性能，此時合金的Rm=833 MPa，A=16%，Z=34%[22]；550 ℃下合金強塑性匹配良好[27]；600 ℃下，合金的Rm=784 MPa，A=18%，Z=38[22]。與表2比較可知，相同溫度下，BT25y鈦合金的高溫抗拉強度與BT25鈦合金的相當(dāng)，但其斷面收縮率較低。BT25y鈦合金的熱穩(wěn)定性能也較好，在550 ℃熱暴露300～2 000 h后，抗拉強度為1 380～1 420 MPa，延伸率達(dá)到5.5%～11.5%[28]。

俄羅斯已將BT25及BT25y鈦合金鍛件、模鍛件、棒材等多種產(chǎn)品列入ГOCT等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并在許多新型航空發(fā)動機上獲得了廣泛地應(yīng)用。如BT25y鈦合金已用于制作工作溫度在450～550 ℃范圍的航空發(fā)動機低壓壓氣機盤、壓氣機盤轉(zhuǎn)子和葉片等。

2.4 中國的研發(fā)狀況

我國在高溫鈦合金研究方面起步較晚，在很長一段時間內(nèi)，僅是對前蘇聯(lián)、美國和英國的合金進(jìn)行仿制研究[7, 29]。近20年來，我國自主研發(fā)的高溫鈦合金日益增多，其中550 ℃用高溫鈦合金主要有Ti-55、Ti-633G和Ti-53311S[30]。我國研發(fā)的550 ℃用高溫鈦合金大多含有稀土元素[5, 7]。

550 ℃高溫鈦合金Ti-633G中添加有稀土元素Gd。熔煉過程中，Gd元素奪取Ti-633G基體內(nèi)的氧，通過內(nèi)氧化作用形成Gd2O3粒子，基體中的氧含量降低，結(jié)果使合金具有細(xì)小的鑄態(tài)組織，易于實現(xiàn)后續(xù)加工[5]。Ti-633G合金具有熱強性、蠕變性能和熱穩(wěn)定性的良好匹配[5]。

可在550 ℃使用的近α型Ti-53311S合金具有良好的高溫瞬時強度、抗蠕變性及熱穩(wěn)定性能。該合金可用來制造航空發(fā)動機的壓氣機盤件、葉片,還可用來制造航天結(jié)構(gòu)件[31]。

Ti-55 (TA12)合金是由中科院金屬所與寶雞鈦業(yè)股份有限公司聯(lián)合研制的一種添加有稀土元素Nd的高溫鈦合金，使用溫度為550 ℃。Ti-55合金中添加的稀土元素Nd：①可細(xì)化合金組織；②熔鑄時，可通過內(nèi)氧化作用，形成與基體非共格、彌散分布的富Nd第二相粒子，不但降低基體的氧含量，而且彌散析出的稀土氧化物粒子及粒子附近形成的位錯亞結(jié)構(gòu)還可強化合金；③還可促使基體中的Sn原子向稀土氧化物轉(zhuǎn)移，抑制Ti3X相的析出[15,30]。所有這些使得Ti-55合金在550 ℃下具有優(yōu)異的熱強性和熱穩(wěn)定性能[21]，綜合性能與英國IMI829鈦合金相當(dāng)。并且焊接性能良好，可與異種鈦合金如Ti-60合金進(jìn)行電子束焊接[32]。焊接后合金表面缺陷少,焊縫成形性好，焊縫中所形成的針狀α′相可通過雙重?zé)崽幚?1 010 ℃+700 ℃)來減少或消除，從而使合金焊接接頭的高溫拉伸性能與持久性能顯著提高[32]。Ti-55合金的相組成為α(或極少量α2)、β、硅化物和呈橢球狀彌散分布的稀土相，稀土相的尺寸為1～8 μm[21]。用Ti-55合金制成的壓氣機盤、鼓筒和葉片已順利通過了超轉(zhuǎn)、破裂、低循環(huán)疲勞和振動疲勞試驗，并成功經(jīng)受了某型號航空發(fā)動機長期試車考核[15, 21, 30]。

表4示出了Ti-55合金與其他幾種550 ℃用高溫鈦合金的力學(xué)性能[5]。從表4中可以看出，Ti-55合金的室溫抗拉強度、屈服強度及塑性均優(yōu)于IMI829鈦合金。同時Ti-55合金還具有良好的熱穩(wěn)定性能，在550 ℃熱暴露100 h后，室溫抗拉強度比熱暴露前升高6.6%，延伸率降低18.8%；而IMI829鈦合金的抗拉強度比熱暴露前降低3%左右，延伸率則降低30%。這表明Ti-55合金具有優(yōu)異的綜合性能，適宜在550 ℃下長期使用。

表4 Ti-55合金與其他幾種550 ℃用鈦合金的力學(xué)性能比較

注：IMI829鈦合金的高溫拉伸性能與熱穩(wěn)定性試驗溫度均為540 ℃。

3 結(jié) 語

如前所述，550 ℃用高溫鈦合金均是Ti-Al-Sn-Zr-Si系的近α型鈦合金，該合金系中最具代表性的是美國的Ti-6242S，英國的IMI829，俄羅斯的BT25和BT25y，以及中國的Ti-55、Ti-633G和Ti-53311S合金。目前，添加少量的高熔點Nb元素(如IMI829鈦合金)或W元素(如BT25、BT25y鈦合金)是高溫鈦合金發(fā)展的趨勢之一；稀土元素是高溫鈦合金中具有重要作用的元素，越來越多的研究者希望利用稀土元素提高鈦合金的綜合性能。

550 ℃用高溫鈦合金的合金化元素較多，相互作用非常復(fù)雜，原子間的相互作用能夠在單個相中引起復(fù)雜的變化，造成難以預(yù)計的晶格不穩(wěn)定性[33]，因而有待于科研工作者研究的問題較多。目前及今后一段時期內(nèi)，這類合金的研究工作主要集中在現(xiàn)有合金的基礎(chǔ)上進(jìn)一步微調(diào)優(yōu)化合金成分、提高組織的均勻性，優(yōu)化熱加工工藝、實現(xiàn)組織精確控制等方面，從而改善合金的蠕變性能與疲勞性能。

[1] 張緒虎, 單群, 陳永來, 等. 鈦合金在航天飛行器上的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 中國材料進(jìn)展, 2011，30(6): 28-32.

[2] Zhang Shangzhou,Xu Huizhong,Liu Ziquan,et al. Alloying elements characterization in a Ti-5.6Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-1Nd titanium alloy by carbon addition[J].Journal of University of Science and Technology Beijing,2005,12(3):252-256.

[3] 曹春曉.航空用鈦合金的發(fā)展概況[J].航空科學(xué)技術(shù), 2005(4):3-7.

[4] 朱知壽.航空結(jié)構(gòu)用新型高性能鈦合金材料技術(shù)研究與發(fā)展[J].航空科學(xué)技術(shù), 2012(1): 5-9.

[5] 趙永慶.高溫鈦合金研究[J].鈦工業(yè)進(jìn)展, 2001,18(1): 33-39.

[6] 黃旭, 李臻熙, 黃浩.高推重比航空發(fā)動機用新型高溫鈦合金研究進(jìn)展[J].中國材料進(jìn)展, 2011,30(6): 21-27.

[7] 蔡建明, 李臻熙, 馬濟(jì)民,等.航空發(fā)動機用600 ℃高溫鈦合金的研究與發(fā)展[J].材料導(dǎo)報,2005,19(1): 50-53.

[8] Han C X,Liu B N.Effects of Nb and W on mechanical properties and oxidation resistance of high temperature titanium al1oys[C]//Froes F H,Caplan I.Titanium’92: Science and Technology.Warrendale: TMS,1993:1891-1897.

[9] 曾立英,趙永慶,洪權(quán),等.600 ℃高溫鈦合金的研發(fā)[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2012,29(5): 1-5.

[10] Seagle S R,Hall G S,Bomberger H B.High temperature properties of Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo-0.09[J].Metals Engineering Quarterly,1975,15(1):48-55.

[11] 雷家峰，李東，王中光．Ti-55合金中高溫蠕變行為[J]．金屬學(xué)報，1999，35(9)：184-186.

[12] 董飛,何國強,張貴田.合金元素Si在鈦合金中作用的研究進(jìn)展[J].金屬熱處理，2007,32(11): 5-10.

[13] Salpadoru N H,Flower H M.Phase-equilibria and transformations in a Ti-Zr-Si system[J].Metallurgical and Materials Transactions A,1995(26): 243-255.

[14] 陳衛(wèi)峰,石玉峰.Ti6242S合金中硅化物出現(xiàn)的條件[J].稀有金屬材料與工程,1999,28(5): 323-325.

[15] Li G P,Liu Y Y,Li D,et al.Interaction between dislocations and Nd-rich phase particles in melt quenched Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-1Nd alloy[J].Journal of Materials Science Letters,1995,14(19): 1386-1387.

[16] 脫詳明,周軍.釔對IMI829鈦合金及Ti-14Al-21Nb合金顯微組織和性能的影響[J].中國稀土學(xué)報,1997,15(2): 130-133.

[17] Boyer R R.An overview use of titanium in the aerospace industry[J].Materials Science and Engineering A,1996,213(1/2): 103-114.

[18] Doorbar P,Dixon M,Chatterjee A.Aero-engine titanium from alloys to composites[J].Materials Science Forum,2009,618-619(1): 127-134.

[19] Williams J C,Starke E A J.Progress in structural materials for aerospace systems[J].Acta Materialia,2003,51(19): 5775-5799.

[20] 黃張洪,曲恒磊,鄧超,等.航空用鈦及鈦合金的發(fā)展及應(yīng)用[J].材料導(dǎo)報A,2011,25(1): 102-107.

[21] 魏壽庸,何瑜,王青江,等.俄航空發(fā)動機用高溫鈦合金發(fā)展綜述[J].航空發(fā)動機,2005,31(1): 52-58.

[22] 魏壽庸,王青江,何瑜,等.航空發(fā)動機用BT25和 BT25y熱強鈦合金評述[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2013,30(4): 9-14.

[23] 王麗瑛,魏壽庸,高博,等.退火制度對TC25鈦合金棒材組織和力學(xué)性能的影響[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2011,28(2): 36-38.

[24] 白曉環(huán),呂平,徐慶.熱處理工藝對BT25鈦合金鍛件的組織與性能的影響[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2008,25(5): 20-22.

[25] 王文杰,趙永慶,曾立英.2種軋制溫度下BT25鈦合金棒材組織與性能[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2013,30(1): 20-22.

[26] 王永,盧斌,張鈞.熱處理對高M(jìn)o當(dāng)量BT25y鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J].金屬熱處理,2009,34(4): 64-68.

[27] 韓如旭.BT25y鈦合金精鍛棒材組織與性能的研究[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2012,29(2): 32-34.

[28] 張翥,于洋,惠松驍.BT25y鈦合金熱穩(wěn)定性能研究[J].稀有金屬,2008,32(6): 758-765.

[29] 李明怡.航空用鈦合金結(jié)構(gòu)材料[J].世界有色金屬,2000(6): 17-19.

[30] Liu Y Y,Li G P,Li D.Thermal stability of rare earth-rich phase in high temperature titanium alloy[J].Journal of Rare Earths,1998,16(4): 285-289.

[31] 王成長,楊建朝,倪沛彤,等.熱加工對Ti53311S鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2009,26(1): 20-22.

[32] 左從近,李晉煒,余偉,等.高溫鈦合金Ti-55與Ti-60電子束焊接頭力學(xué)性能[J].焊接學(xué)報,2011,32(4): 103-106.

[33] 曲選輝，肖平安，祝寶軍，等.高溫鈦合金和顆粒增強鈦基復(fù)合材料的研究和發(fā)展[J].稀有金屬材料與工程，2001,30(3) :161-165.

Research and Development of High Temperature Titanium Alloys Used at 550 ℃

Wang Fan1，Bai Baoliang2，Zhu Meisheng2

(1. Lanzhou Institute of Physics, CAST, Lanzhou 730000，China) (2. Northwest Institute for Nonferrous Metal Research, Xi’an 710016，China)

In order to meet the requirements for high thrust-weight ratio aero-engines, research on high temperature titanium alloys has never been stopped. The high temperature titanium alloys developed at home and abroad which can be used at 550 ℃ include IMI829，Ti-6242S，BT25，BT25y，Ti-55，Ti-53311S and Ti-633G, etc. Alloying features, effects of various elements adding in the alloy were presented, and emphasis influence of element Si on creep property for the alloys were also represented. Research status, including tensile properties at ambient temperature and at 550 ℃, application, and the influence of rare earth elements on microstructures and properties of some high temperature titanium alloys were reviewed in this paper. The key developing tendency and research directions in the future are also proposed.

high temperature titanium alloys；tensile properties；rare earth elements

2013-10-23

王凡(1970—)，男，高級工程師。