600℃被認(rèn)為是普通鈦合金的“熱障”溫度,進(jìn)一步提高工作溫度受到蠕變、持久、組織穩(wěn)定性、表面抗氧化等性能的限制。在500~600℃范圍內(nèi),與GH4169高溫合金相比,600℃高溫鈦合金在比強(qiáng)度、低周疲勞性能、抵抗疲勞裂紋擴(kuò)展性能等方面有明顯優(yōu)勢(shì),因此,基于減重和提高推重比的目的,新型先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)600℃高溫鈦合金有迫切需求。

國外典型的600℃高溫鈦合金有英國的IMI834、美國的Ti-1100、俄羅斯的BT36和BT41,其中IMI834在EJ200、TRENT系列、PW305、PW150等發(fā)動(dòng)機(jī)上成功獲得批量應(yīng)用。這些合金均以Ti-AlSn-Zr-Mo-Si作為主成分系,差異之處在于合金化含量以及加入其他β穩(wěn)定化元素,如IMI834加Nb,BT36加W。十幾年來,國內(nèi)幾家科研院所在600℃高溫鈦合金方面開展了大量研究 ,如北京航空材料研究院研制的新一代600℃高溫鈦合金TA29 、中科院金屬所研制的TA33。

圖1 TA29鈦合金整體葉盤鍛件

Fig.1 TA29titanium alloy compressor blisk forging

(a)I型[8];(b)II型(a)the I type[8];(b)the II type

圖2為TA29鈦合金典型整體葉盤零件。整體葉盤結(jié)構(gòu)消除了盤、片分離結(jié)構(gòu)存在的零件連接、裝配而引起的    零件之間的應(yīng)力、變形和漏氣損失,使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率、質(zhì)量可靠性有所提高。采用五坐標(biāo)數(shù)控加工技術(shù)生產(chǎn)的TA29鈦合金整體葉盤零件,其外形尺寸、靜平衡、熒光檢測、表面殘余應(yīng)力等均符合設(shè)計(jì)要求,TA29鈦合金整體葉盤零件通過了高溫超轉(zhuǎn)破裂、低循環(huán)疲勞、葉片振動(dòng)疲勞強(qiáng)度考核。TA29鈦合金大規(guī)格棒材、整體葉盤鍛件和零件已具備小批生產(chǎn)能力。

圖2 TA29鈦合金整體葉盤零件

Fig.2 TA29titanium alloy compressor blisk parts

(a)I型;(b)II型(a)the I type;(b)the II type

TA29鈦合金因在620℃仍具有良好的蠕變抗力,在其他性能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),可延伸至620℃左右長期使用。除在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用潛力外,TA29鈦合金在750~800℃仍能保持較高的抗拉強(qiáng)度,可在此溫度區(qū)間短時(shí)使用,應(yīng)用于超高聲速導(dǎo)彈、火箭、飛行器、空天飛機(jī)等裝備的機(jī)體構(gòu)件、蒙皮,以及所用發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件。

億沐鑫新材料有限公司產(chǎn)品：鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設(shè)備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標(biāo)準(zhǔn)件、鈦加工件