朱春雷，劉燁，張繼，何洪，朱小平

TiAl合金增壓器渦輪研究進展

朱春雷1,2,3，劉燁4，張繼3，何洪4，朱小平1,2

（1. 河北鋼研德凱科技有限公司，河北 保定 072750；2. 北京鋼研高納科技股份有限公司，北京 100081；3. 鋼鐵研究總院，北京 100081；4. 中國北方發(fā)動機研究所，天津 300405）

采用輕質TiAl合金代替較重的鎳基高溫合金制作內燃機增壓器渦輪，是改善內燃機加速響應性、實現(xiàn)輕量化的有效技術途徑之一。圍繞TiAl合金增壓器渦輪的工程化應用，分析了TiAl合金增壓器渦輪的合金及組織設計、渦輪制備技術、渦輪連接技術、母合金制備技術、應用考核試驗等方面的國內外研究現(xiàn)狀和研究進展。認為我國鑄造技術和連接技術以及母合金制備技術基本成熟，已具備了工程化應用的條件，但尚需進一步提高TiAl渦輪的鑄造和連接生產(chǎn)效率以及盡快制定相應的行業(yè)標準。

TiAl；渦輪；母合金；鑄造；連接

TiAl金屬間化合物是一種密度低（約4.0 g/cm3）、比剛度和比強度高、抗氧化性優(yōu)異的新型輕質高溫結構材料[1-2]。采用這種輕質材料代替密度約8.0 g/cm3的鎳基高溫合金制作內燃機用廢氣增壓渦輪，可顯著降低渦輪轉子的轉動慣量，將提高渦輪增壓發(fā)動機的瞬態(tài)響應性和提升發(fā)動機性能，具有節(jié)能減排的效果[3-5]，還可以降低噪聲和減少震動。此外，由于TiAl合金的比剛度高于鎳基高溫合金，這可將葉片的共振頻率提高到更高的頻率區(qū)間，有助于提高葉片的疲勞損傷能力。當前，國內外主要增壓器設計單位均指出，應用輕質TiAl合金增壓渦輪是渦輪增壓技術的必然發(fā)展趨勢，也是先進內燃機實現(xiàn)輕量化的有效技術途徑之一?？紤]到在內燃機上應用TiAl合金所帶來明顯的性能優(yōu)勢，國際上包括豐田、三菱、ABB、霍尼韋爾、博格瓦納等主要汽車或內燃機公司，均迫切希望在其先進發(fā)動機上應用TiAl合金增壓器渦輪[6]。

以日本和德國為代表的國外內燃機技術比較發(fā)達的國家，早在20世紀90年代便啟動TiAl合金增壓器渦輪的工程化應用研究。據(jù)報道，日本在1999年已實現(xiàn)了TiAl合金渦輪在民用車輛的商業(yè)化應用[5]。國內以鋼鐵研究總院為代表的研究院所，在20世紀90年代末也緊跟國際發(fā)展，啟動TiAl合金材料及渦輪工程化應用研究，目前已經(jīng)實現(xiàn)了中試生產(chǎn)，并在部分車輛上進行小批量的應用考核試驗驗證[7]。

考慮到國內即將實現(xiàn)TiAl合金渦輪的批量生產(chǎn)及應用，為減少批產(chǎn)階段的技術風險和質量風險，文中首先總結回顧國外TiAl合金增壓渦輪的研制及應用歷程，之后結合國內實際情況，總結分析TiAl母合金制備、渦輪鑄造、渦輪連接等方面技術進展，并提出TiAl合金增壓器渦輪的研制及生產(chǎn)尚需解決的主要問題。

1 國外研究進展

日本三菱公司和大同制鋼株式會社在20世紀90年代啟動TiAl渦輪研制及工程化應用研究。采用反重力鑄造成功研制出了民用汽車發(fā)動機用Ti-46Al- 7Nb-0.7Cr-0.1Si-0.2Ni（原子數(shù)分數(shù)）增壓渦輪（見圖1a），以替代較重的鎳基合金Inconel 713C渦輪。Tetsui等報道[5]，與Inconel 713C鎳基高溫合金相比，采用TiAl渦輪使增壓器從34 000～100 000 r/min區(qū)間的加速響應性提高了16%（見圖1b），到170 000 r/min的響應性提高了26%；在進行超速破壞試驗中，直徑為47 mm的TiAl渦輪的超速破壞轉速可達210 000 r/min，超速倍率達到額定轉速的124%；在其他試驗驗證中，渦輪輪緣線最高線速度達到620 m/s，高于Inconel 713C的渦輪（大約500 m/s）（見圖1c）。上述臺架性能試驗，充分驗證了采用TiAl合金代替鎳基高溫合金制作增壓器渦輪轉子的有益效果。

圖1 日本研制的TiAl合金渦輪以及加速性和超速試驗結果[5]

Mitsubishi Heavy Industries（MHI）將TiAl渦輪裝配到Lancer Evolution系列汽車（見圖2），Abe等[8]報道，在1998—2000年間裝配了8000臺以上的TiAl渦輪增壓器，Tetsui報告在1999—2000年裝配了5000臺以上的TiAl渦輪增壓器。Wu等[9]報道了在2003年有20 000輛汽車需裝配TiAl渦輪增壓器。國外普遍認為，盡管目前TiAl渦輪的成本高于傳統(tǒng)的鎳基高溫合金渦輪，但從技術角度應用TiAl渦輪是可行的。McQuay等報道[6]，包括ABB，Honywell，Toyota在內的國外主要內燃機和增壓器制造廠，均已成功測試了TiAl合金增壓器渦輪。Daimler和Mitsubishi等公司均投入了大量研發(fā)費用開展TiAl渦增壓器研究。

圖2 日本三菱公司Lancer汽車和TD05增壓器[5]

2 合金成分及組織設計

鑄造合金的選擇很大程度上取決于所需研制的部件?？紤]到TiAl合金是一種室溫拉伸塑性較低的材料，所選擇的鑄造合金應具有較好的室溫拉伸塑性，但不要求較高的屈服強度[10]。例如，美國GE公司研制的航空發(fā)動機低壓渦輪葉片采用Ti-48Al- 2Cr-2Nb（原子數(shù)分數(shù)）合金，室溫屈服強度約300 MPa[11]。增壓器渦輪轉子是一種在750～950 ℃下使用的高速旋轉的轉動件，其中柴油發(fā)動機溫度渦輪轉子使用溫度通常低于830 ℃，汽油機不超過950 ℃，要求渦輪轉子的材料具有良好的室溫拉伸塑性、高溫強度、抗蠕變性能、抗疲勞性能、抗氧化性能、抗腐蝕等性能[12]。因此，在TiAl合金增壓器渦輪的材料選擇上，要求具有相對較高的強度，還要具有可接受的室溫拉伸塑性[10]。

日本大同制鋼株式會社研究發(fā)現(xiàn)，高Nb-TiAl合金比低Nb-TiAl具有更高的強度水平、更高的抗氧化水平以及更高的抗外物沖刷能力（見圖3a），添加適量Cr元素有利于改善室溫拉伸塑性、添加適量的Si和Ni元素有利于改善高溫抗氧化性（見圖3b），因而最終優(yōu)選出高鈮含量的Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1Si- 0.2Ni（原子數(shù)分數(shù)）。渦輪在鑄造之后采用熱等靜壓處理以消除鑄造缺陷，最終獲得等軸全層片組織（見圖4a和4b）[5]。后續(xù)的發(fā)動機超速試驗和耐久性試驗均表明，采用該合金研制的渦輪轉子可以在實際應用環(huán)境中長時運行。

圖3 TiAl合金與Inconel 713C合金的比強度及850 ℃×500 h氧化增重對比結果[5]

圖4 日本研制的TiAl合金渦輪芯部低倍組織及內部高倍組織[5]

鋼鐵研究總院基于TiAl合金室溫拉伸塑性較低的特點，自主設計開發(fā)了具有較好綜合室溫強塑性、斷裂韌性和高溫長時性能的Ti-(46.5-47.5)Al-3.7 (Cr,V,Zr)-0.2(C,Si)（原子數(shù)分數(shù)）系列合金。在組織設計方面，提出了宏觀為柱狀晶、微觀為近層片組織的設計理念。為獲得該組織，需滿足成分設計、凝固冷卻條件和熱處理制度3方面的條件[12-13]：① 在成分設計方面，通過控制Ti/Al原子比（1.03～1.08），保證凝固過程中初生相為α相，為獲得上述凝固路徑，要求控制主元素Al含量和其他合金化元素含量。結合Ti-Al二元相圖可知，Al的原子數(shù)分數(shù)應大于44.9%，鋼研院采用板狀試樣的試驗研究表明，Al的原子數(shù)分數(shù)應超過46.5%，可見，Al含量需選擇高鋁含量設計，對于合金化元素，為保證α相凝固路徑，需選擇添加α相穩(wěn)定化元素，例如V，Mn，Cr等元素；而Nb，W，Mo，Ta等高熔點、強穩(wěn)定化元素均為β相穩(wěn)定化元素，則需嚴格控制其含量，目前優(yōu)選的合金成分為Ti-(46.5-47.5) Al-3.7(Cr,V,Zr)（原子數(shù)分數(shù)）；② 對于凝固冷卻速率，為獲得柱狀晶組織，通常需要選擇較快的凝固冷卻條件，在滿足上述2個條件下，澆注結束后渦輪芯部和葉片可以得到宏觀為柱狀晶、微觀為全層片組織，其中葉片部位微觀組織為層片界面接近平行于葉片表面的層片組織（見圖5）；③ 對于熱處理制度，考慮到柱狀晶及層片組織的綜合性能優(yōu)勢，在鑄造之后的熱處理或熱等靜壓處理過程中，應盡可能不破壞柱狀晶和層片特征，研究表明，在α/β相變溫度以下20～30 ℃、較短時間（1～4 h）熱處理和熱等靜壓處理，并未破壞柱狀晶組織，僅在層片內或層片團間析出體積分數(shù)不超過5%的等軸γ晶粒[14]，力學性能測試表明，這種組織具有較好的室溫強度和塑性組合、較好的韌性、高溫持久蠕變性能以及高溫抗氧化致脆性，是葉片類TiAl合金部件的理想組織設計[12]。采用該合金研制的柴油發(fā)動機增壓器渦輪轉子，也順利通過了包括臺架240 h耐久性考核、發(fā)動機500 h考核、整車5000 km以上實車訓練等試驗，充分驗證了該合金已具備在實際應用環(huán)境中長時使用的條件[7]。

圖5 渦輪的宏觀組織和微觀組織

3 母合金制備技術

國外自20世紀90年代啟動TiAl合金鑄件的研制，TiAl合金母合金的制備技術也同步啟動。對于TiAl合金，鋁含量是影響其組織和力學性能的重要元素，據(jù)報道，鋁的原子數(shù)分數(shù)精度及波動幅度應控制在±0.3%以內[10]。此外，由于TiAl合金室溫塑性較低，雜質元素含量較高，將進一步降低其室溫拉伸塑性，因此雜質含量也需要嚴格控制，研究表明，氧的質量分數(shù)應控制在1000×10?6以內。在近30年的研究過程中，TiAl合金母合金的制備工藝主要包括水冷同坩堝懸浮熔煉（ISM）、真空自耗電弧熔煉（VAM- Vacuum arm melting+ISM-Induction skull melting）、冷床爐電子束熔煉（PAM-Plasma arc melting）。

1）水冷銅坩堝真空感應懸浮熔煉。采用該工藝時，由于使用電磁懸浮熔煉，熔煉電流較低，Al元素等低熔點元素揮發(fā)量少，成分準確；但由于電磁感應熔煉坩堝限制，單次熔煉的母合金質量相對較小（3～20 kg），且至少需要2次以上熔煉才能實現(xiàn)完全合金化，因而母合金制備效率較低，適合于澆注質量較小的鑄件以及小批試制階段，并不適于批量生產(chǎn)。

2）真空自耗熔煉。與傳統(tǒng)鈦合金相似，采用多次真空自耗熔煉，可以制備大規(guī)格的TiAl母合金，目前單根母合金最大規(guī)格可達300 mm、質量可達300 kg以上，適合于大型TiAl鑄件的澆注。但由于TiAl合金中Al和Ti元素的熔點和密度差異較大，真空自耗熔煉過程中存在金屬熔池凝固結束時Ti等高熔點元素尚未完全合金化和Al元素在熔池中分布不均勻的現(xiàn)象[15]，但由于真空自耗熔煉的母合金成分不均勻，并不適合于分段切割后小規(guī)格鑄件的澆注。

3）真空自耗熔煉+真空自耗凝殼熔煉。真空自耗凝殼熔煉熔體過熱度高、熔池深，可實現(xiàn)成分的均勻化及去除高熔點未熔元素，熔化后的金屬液在坩堝內得到充分均勻，因而采用這種工藝熔煉的母合金成分均勻性較好。同時凝殼熔煉由于熔煉電流較高，熔煉真空度較高，低熔點元素揮發(fā)嚴重，因此為獲得目標含量的鑄錠，需要對低熔點元素進行燒損補償。鑒于TiAl合金中鋁含量對組織和力學性能的顯著影響，在傳統(tǒng)真空自耗熔煉基礎上增加了真空自耗凝殼熔煉[16]。研究表明，采用這種組合熔煉工藝制備的直徑為220 mm的鑄錠，其Al的質量分數(shù)偏差范圍可達到±0.6%[17]。此外，末次采用真空自耗凝殼熔煉可根據(jù)實際需要采用不同規(guī)格的模具進行澆注，進而可制備不同規(guī)格的母合金棒，尤其適合于批量生產(chǎn)中小規(guī)格鑄件用的母合金[18]。

鑄件用TiAl母合金的制備技術水平主要體現(xiàn)在以下幾個方面：① 合金元素尤其是主元素Al的成分準確性和均勻性，Al是低熔點元素，熔煉過程中容易揮發(fā)[19-21]，通過添加適當?shù)臒龘p補償，并優(yōu)化電極布料方案，百公斤級TiAl母合金（見圖6）鋁的質量分數(shù)準確性可控制±0.5%偏差范圍內，同一鑄錠9點取樣Al的質量分數(shù)分布均勻性控制在±0.4%，其他合金元素Cr，V，Zr元素準確性和均勻性均可控制在± 0.15%，± 0.1%，±0.1%范圍內（見圖7）；②雜質元素含量，尤其是氧含量，鋼研院通過控制原材料尤其是海綿鈦的雜質含量、熔煉真空度，采用真空自耗熔煉+真空自耗凝殼工藝制備的百公斤級TiAl合金氧的質量分數(shù)可控制到650×10?6以內（見圖7），這已經(jīng)達到TiAl母合金氧的質量分數(shù)低于1000×10?6的工業(yè)化生產(chǎn)要求。

圖6 鋼鐵研究總院采用真空自耗+真空凝殼熔煉的百公斤級TiAl母合金

圖7 百公斤級TiAl母合金的化學成分分析結果

4 渦輪制備技術

TiAl合金具有熔體凝固區(qū)間窄、流動性差、鑄造靜壓頭作用小等特點，該材料的鑄造充型性能和補縮效果均明顯低于鎳基高溫合金[22]。增壓渦輪是由薄壁葉片和厚大輪轂構成的復雜部件，其中葉片最小壁厚為0.3～2.0 mm，輪轂部位厚度約是葉片壁厚的100倍，薄壁葉片欠澆和厚大輪轂芯部疏松缺陷控制難度很大。目前文獻報道渦輪鑄造技術主要有以下幾種。

1）重力澆注。國內曾有研究報道，借鑒鎳基高溫合金增壓器渦輪的重力澆注工藝來鑄造TiAl合金渦輪，其結果均宣告失敗，主要原因是TiAl合金靜壓頭較小、熔體流動性較差，無法解決厚大輪轂的疏松以及薄壁葉片的欠澆問題[23]。因此，解決TiAl合金增壓器渦輪鑄造的關鍵是如何改善熔體的充型能力和補縮能力。

2）日本采用反重力鑄造（Levicasting）進行民用汽車用TiAl合金渦輪的研制（見圖8a）[3]。研究表明，反重力作用顯著增加了熔體的充型能力，有效解決了薄壁葉片的充型難題，制備出最小壁厚為0.3 mm的45～ 75 mm渦輪；同時，在反重力作用下，低密度熔體的凝固補縮能力得到顯著改善。這種工藝尤其適用于制備直徑相對較小的渦輪。根據(jù)日本報道的反重力鑄造結構示意圖推測，采用這種工藝每爐澆注渦輪數(shù)量較少，同時，考慮到澆注之前需要預熱模殼，以及抽真空、澆注后需要在真空下爐冷到500 ℃以下才能出爐以避免TiAl合金表面氧化等問題，采用這種工藝澆注效率相對較低。

3）鋼鐵研究總院采用離心鑄造（見圖8b），結合Procast數(shù)值模擬通過設計特定的澆注系統(tǒng)和造型方式，耦合設計澆注溫度、模殼預熱溫度、離心轉速等工藝參數(shù)[24]，研制出直徑為90～200 mm的TiAl合金渦輪，其中渦輪葉片最小壁厚為0.7 mm（見圖9）。輪質量驗收的專用國家標準和行業(yè)標準，鋼鐵研究總院與某研究所參照鎳基高溫合金渦輪鑄件的驗收條件，制定了企業(yè)標準，檢測項目包括目視檢查、熒光表面滲透檢查、X光內部冶金質量檢查、渦輪芯部抽樣破壞性剖切的高低倍組織檢查、芯部徑向取樣室溫拉伸強度檢測、剖面熒光滲透檢查。檢查結果表明，TiAl合金渦輪表面和內部冶金質量達到現(xiàn)役鎳基高溫合金鑄件的驗收技術要求。以直徑為100 mm的渦輪為例，渦輪鑄件無損檢測和尺寸檢測綜合合格率達到50%以上。考慮到當前TiAl合金焊接工藝不成熟，無法通過補焊手段進行缺陷修復，50%的合格率已經(jīng)是較高的水平。此外，小批量渦輪芯部徑向取樣室溫拉伸強度在380～440 MPa之間，平均強度達到410 MPa（見圖10），滿足了設計要求。

圖8 澆注示意

圖9 鋼鐵研究總院研制的鑄造TiAl合金渦輪

5 渦輪連接技術

為實現(xiàn)TiAl合金增壓器渦輪的工程化應用，必須解決TiAl合金與結構鋼軸（例如42CrMo鋼）的連接問題。TiAl合金是一種金屬間化合物基材料，室溫下較脆，其物理、力學性能介于金屬和陶瓷材料之間。目前，若采用包括氬弧焊、電子束焊接、摩擦焊等焊接工藝，焊區(qū)接頭部位產(chǎn)生脆性相，而且由于TiAl合金與其他金屬膨脹系數(shù)差異較大，在高溫熱循環(huán)條件下，接頭可靠性較低，因而這些焊接工藝應用TiAl合金與結構鋼軸的焊接均受到限制[25]。為推動TiAl合金增壓器渦輪的工程化應用，日本大同制鋼和中國鋼鐵研究總院提出了2種不同的三體連接工藝。

日本大同制鋼株式會社采用電子束焊+釬焊工藝實現(xiàn)了TiAl合金與結構鋼軸的連接[25]，其采用的主要工藝路線如圖11所示，可以看出，首先采用真空釬焊進行TiAl和過渡體的連接，之后再采用電子束焊實現(xiàn)過渡體與結構鋼軸的連接（見圖11），其中TiAl合金與過渡體的真空釬焊是技術關鍵。Tetsui等[25]提出，由于增壓器渦輪轉子是在高溫下高速旋轉的部件，釬焊結構應具有足夠的室溫和高溫接頭強度，這就要求釬料應具有良好的潤濕性、高溫強度、足夠的韌性，且不能引起TiAl本體合金的脆性，同時，釬焊溫度不能太高以避免造成TiAl合金渦輪本體組織變化。通過研究，日本大同制鋼采用Ti-Ag系釬料進行焊接。釬焊接頭的室溫拉伸性能測試表明，采用這種釬焊體系，接頭室溫拉伸強度達到320 MPa以上、500 ℃拉伸強度達到310 MPa以上，接頭強度達到母體強度50%以上。臺架和發(fā)動機試驗也進一步驗證了該工藝的可行性。

國內在20世紀90年代啟動TiAl合金增壓器渦輪的研究，由于日本技術保密，鋼鐵研究總院與某研究所聯(lián)合，自主開發(fā)了TiAl渦輪與結構鋼軸的過盈連接+摩擦焊的連接工藝（見圖12）。由于采用過盈連接，過盈量設計是決定連接強度的關鍵[26]。若過盈量過低，易出現(xiàn)TiAl渦輪與K418合金過渡體在較低的載荷下松脫；若過盈量過大，由于抱緊力過大將造成TiAl合金應力損傷，則出現(xiàn)強度較低和脆性較大的TiAl合金在較低載荷下斷裂。對于不同規(guī)格的渦輪，采用的過盈量也不相同。因而，對于特定尺寸的渦輪，需根據(jù)增壓器軸承體尺寸來設計特定的結構尺寸和過盈量。

圖12 鋼鐵研究總院開發(fā)的過盈連接+摩擦焊接工藝及渦輪轉軸實物

6 應用試驗驗證

前述已經(jīng)介紹了日本大同制鋼株式會社研制TiAl合金增壓器渦輪的應用試驗驗證結果。再次，主要介紹了國內鋼鐵研究總院研制的TiAl合金渦輪轉子的應用試驗結果。鋼鐵研究總院研制的TiAl合金先后進行了增壓器臺架超速破壞試驗、2×120 h結構耐久性考核試驗、發(fā)動機500 h考核試驗、整車加速性試驗驗證等。其中某渦輪葉片自振頻率倍頻比達到6.5以上，高于設計值5.0；某渦輪最高超速破壞轉速達到額定轉速的157%，渦輪輪緣線速度達到720 m/s，遠高于日本TiAl渦輪水平，也高于國外高溫合金渦輪的標準要求（≥500 m/s）及現(xiàn)役渦輪水平；2×120 h耐久性考核試驗后，渦輪芯部組織未發(fā)生明顯變化，硬度水平僅降低5%。同時，整車加速響應性得到顯著提高。上述應用試驗結果充分表明鋼鐵研究總院研制的TiAl合金已達到了設計要求。

考慮到TiAl合金屬于鈦基材料，熔模精密鑄造所用的模殼面層材料為昂貴的氧化釔，且渦輪鑄造成品率低于傳統(tǒng)鎳基高溫合金渦輪，因此，TiAl合金制造成本相對較高[10]，這也是TiAl渦輪工程化應用尚需解決的一個關鍵問題。

7 結論和展望

通過近30年的研究，國內外TiAl合金增壓器渦輪鑄造技術和連接技術以及母合金制備技術基本成熟，已具備了工程化應用的條件，是TiAl合金部件工程化應用的先行者。結合國內現(xiàn)狀，為進一步推動TiAl合金工程化應用，尚需在以下幾方面開展工作。

1）現(xiàn)有渦輪鑄造工藝生產(chǎn)效率較低，尚需進一步優(yōu)化工藝，提高生產(chǎn)效率。

2）采用真空自耗+真空凝殼組合工藝，制備的百公斤級TiAl母合金主元素成分偏差可控制在±0.5%（質量分數(shù)）以內，雜質氧元素的質量分數(shù)可控制在0.07%以內，達到了國外TiAl合金的成分控制水平。

3）現(xiàn)有過盈連接+摩擦焊工藝，過盈量設計和控制要求較高，對連接前的加工要求較苛刻，加工成本高、生產(chǎn)效率，尚需進一步優(yōu)化工藝以提高生產(chǎn)效率。

4）國內TiAl合金增壓器渦輪轉軸已通過了車輛發(fā)動機考核試驗驗證，滿足了國內車輛設計要求。

5）國內已全面打通了TiAl合金增壓器渦輪轉軸的制備技術，并已具備了中小批量的生產(chǎn)條件。

6）TiAl合金是一種新材料，TiAl合金渦輪鑄件的檢測驗收尚無成熟的標準，尚需制定國家標準或行業(yè)標準，以規(guī)范TiAl合金渦輪鑄件的質量檢驗和驗收。

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Research Progress of Titanium Aluminide Turbocharger Turbine

ZHU Chun-lei1,2,3, LIU Ye4, ZHANG Ji3, HE Hong4, ZHU Xiao-ping1,2

(1. DEKAI Intelligent Casting Co., Ltd., Baoding 072750, China; 2. Gaona Aero Material Co., Ltd., Beijing 100081, China; 3. Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China; 4. China North Engine Research Institute, Tianjin 300405, China)

Replacing heavy nickel-base superalloy with light TiAl alloy to manufacture turbocharger turbine of internal combustion engine is an effective way to improve the acceleration response and achieve light weight of internal combustion engine. Focusing on the engineering application of TiAl turbocharger turbine, the research progresses in alloy and structural design, manufacture and joining technology of TiAl turbocharger turbine, the manufacture technology of master alloy and application test were analyzed. The technologies on casting and joining as well as the manufacture technology of master alloy in China are basically mature and meet the conditions on engineering application. But it is also required to further improve the production efficiency of casting and joining for TiAl turbocharger turbine and formulate corresponding industrial standard as soon as possible.

TiAl; turbine; master alloy; casting; joining

10.3969/j.issn.1674-6457.2022.01.008

TG146.2

A

1674-6457(2022)01-0062-09

2021-09-16

朱春雷（1984—），男，博士，高級工程師，主要研究方向為輕質TiAl合金材料研究及部件工程化應用開發(fā)。