1.1 Oversigt over udviklingen af titaniumlegeringer med høj temperatur i USA
I 1954 udviklede De Forenede Stater verdens første højtemperatur titanlegering: TC4 (nominel sammensætning Ti -6 Al -4 V), som åbnede forskningsprocessen for titaniumlegeringer med høj temperatur. Derefter blev der udviklet og undersøgt mange andre høje temperatur-titanlegeringer på grundlag af TC4. TC4 -legering tilføjer -stabiliserende element Al og -stabiliserende element V til titaniummatrixen og opnår en mikrostruktur, hvor fase og fase sameksisterer. Det har gode mekaniske egenskaber og resistens med høj temperatur og andre omfattende egenskaber og bruges i strukturelle komponenter og høje temperaturresistente komponenter. Den maksimale driftstemperatur på TC4 er 350 grader. I den efterfølgende udvikling på grund af de stadig højere krav til materialer inden for luftfartsfeltet er ydeevne ulemper ved TC4: utilstrækkelig varmemodstand, dårlig kold arbejdsevne, kompleks forberedelsesproces, dårlig hærdebarhed osv.
Af ovennævnte grunde udviklede USA i 1960'erne titanlegeringer med højere arbejdstemperaturer: ti -6246 og ti -6242, hvilket hævede arbejdstemperaturen til ca. 450 grad. I 1970'erne forbedrede De Forenede Stater effektivt krybstyrken og træthedsstyrken for titaniumlegeringer ved at tilføje SI -elementer til legeringen og udviklede ti -6242 s legering med en servicetemperatur på mere end 500 grad. I 1980'erne udviklede De Forenede Stater ti -1100 legering med højere høj temperaturresistens, som har en god anvendelse i luftfartsfly.
1.2 Oversigt over udviklingen af titaniumlegeringer med høj temperatur i Storbritannien
Efter at De Forenede Stater udviklede TC4, halterede Det Forenede Kongerige ikke bagud og udviklede successivt en serie af Titaniumlegeringer. I 1950'erne udviklede Det Forenede Kongerige IMI550 Titanium -legering, hvilket øgede sin høje temperaturresistens over for mere end 400 grader ved at tilføje SI -elementer til legeringen, og dens høje temperaturstyrke var også 10% højere end TC4. I 1960'erne udviklede Storbritannien IMI679 og IMI685 legeringer, med legeringssammensætninger af Ti -2 Al -11 sn -5 zr -1 mo -0. 2Si og Ti -6 al -5 zr -0. 5mo -0. 25Si. Disse to legeringer har indhold med lavt molybdæn. Sammenlignet med TC4 er krybstyrken for disse to legeringer blevet meget forbedret. Med hensyn til driftstemperatur når driftstemperaturen for IMI679 450 grader; Driftstemperaturen for IMI685 overstiger 500 grader. IMI685 -legeringens svejse- og behandlingsegenskaber er gode, hvilket er befordrende for dens anvendelse inden for luftfartsfeltet.
I 1970'erne og 1980'erne, baseret på Ti-al-SN-Zr-Mo-NB-Si-legeringen, udviklede Storbritannien IMI829 og IMI834 legeringer for at forbedre legeringens træthedsstyrke med en maksimal driftstemperatur på 600 grader. Ved at raffinere makro- og mikrostrukturer har disse to legeringer i høj grad forbedret krybstyrke og oxidationsmodstand. Efter opløsningsbehandling omdannes mikrostrukturen af IMI829-legering til en lille mængde transformationsmikrostruktur og nåleformet fase, hvilket forbedrer krybstyrken og brudhøstheden af legeringen; Efter + opløsningsbehandling omdannes mikrostrukturen af IMI834-legering til nålformet transformationsmikrostruktur og en lille mængde primær fase, hvilket forbedrer den træthedsstyrke og krybstyrke af legeringen.
1.3 Udvikling af russiske titanlegeringer med høj temperatur
Baseret på erfaringerne fra De Forenede Stater og Storbritannien udviklede og fremstillede Rusland uafhængigt BT 3-1 høj-temperaturTitaniumlegering. Bt 3-1 tilføjer to eutektoid -stabilisering af elementer, CR og Fe, for at styrke fasen og fasen. Den maksimale driftstemperatur kan nå 450 grader, og dens termiske styrke og mellem temperaturstyrke er relativt høj. I 1958 udviklede Rusland BT8- og BT9 -legeringer, hvilket effektivt forbedrede deres varmemodstand. Den nominelle sammensætning af BT8-legering er ti -6. 5al -3. 5mo -0. 2Si, der hører til Ti-al-Mo-Si-serien + type martensitisk legering. Den termiske styrke og varmemodstand af BT8 forbedres kraftigt sammenlignet med Bt 3-1, og den kan fungere i lang tid i et ubeskyttet miljø. Brugstemperaturen på BT9 -legering kan nå 500 grader. I den tidlige fase af forskning indeholdt den SN -element, som senere blev erstattet af ZR -elementet. Krybstyrken og udholdenhedsstyrken for BT9 -legering er blevet meget forbedret. BT8 og BT9 har mange applikationer hovedsageligt i kompressorer.
Rusland udviklede derefter BT18 nær legering. BT18 indeholder en spormængde af fase og kan bruges i kort tid på 8 0 0 grad eller i lang tid ved 550-600 grad. Dens krybstyrke og plasticitet er lidt utilstrækkelige sammenlignet med lignende legeringer. På baggrund af BT18 reduceres indholdet af AL -elementet, og Zr erstattes af Sn for at opnå BT18Y -legering. Efter forbedring forbedres den termiske stabilitet, påvirkningssejhed og krybstyrke af legeringen. Imidlertid reduceres dens øjeblikkelige trækegenskaber lidt ved høje temperaturer. BT36-legeringen udviklet af Rusland er den mest varmebestandige titaniumlegering, og dens servicetemperatur kan nå 600 grader. På basis af BT18Y erstattes 1% NB med 5% W. sammenlignet med NB, W har et højere smeltepunkt og højere krybgrænse. Sammenlignet med BT18Y er den omfattende ydelse af BT36 blevet meget forbedret, og den er vidt brugt i flysmotorrelaterede dele. Nu er forskningen på titanlegeringer med tilføjelsen af (0,7%-5. 0%) W-elementet blevet en ny tendens i Ruslands titaniumlegeringer med høj temperatur.
