1.1 Visão geral do desenvolvimento de ligas de titânio de alta temperatura nos Estados Unidos
Em 1954, os Estados Unidos desenvolveram a primeira liga de titânio de alta temperatura do mundo: TC4 (composição nominal Ti -6 al -4 v), que abriu o processo de pesquisa das ligas de titânio de alta temperatura. Depois disso, muitas outras ligas de titânio de alta temperatura foram desenvolvidas e pesquisadas com base no TC4. A liga TC4 adiciona elemento estabilizante Al e elemento estabilizante V à matriz de titânio e obtém uma microestrutura na qual a fase e a fase coexistem. Possui boas propriedades mecânicas e resistência à alta temperatura e outras propriedades abrangentes, e é usado em componentes estruturais e componentes resistentes à temperatura de alta temperatura. A temperatura operacional máxima do TC4 é de 350 graus. No desenvolvimento subsequente, devido aos requisitos cada vez mais altos para materiais no campo da aviação, as desvantagens do desempenho do TC4: resistência insuficiente ao calor, baixa trabalhabilidade a frio, processo de preparação complexa, baixa hardenabilidade etc. não são suficientes para apoiar sua aplicação no campo da aviação.
Pelas razões acima, na década de 1960, os Estados Unidos desenvolveram ligas de titânio com temperaturas de trabalho mais altas: Ti -6246 e Ti -6242, elevando a temperatura de trabalho para cerca de 450 graus. Na década de 1970, os Estados Unidos melhoraram efetivamente a força de fluência e a força da fadiga das ligas de titânio, adicionando elementos Si à liga e desenvolveu a liga Ti -6242 s com uma temperatura de serviço de mais de 500 graus. Na década de 1980, os Estados Unidos desenvolveram liga Ti -1100 com maior resistência à alta temperatura, que tem uma boa aplicação em aeronaves de aviação.
1.2 Visão geral do desenvolvimento de ligas de titânio de alta temperatura no Reino Unido
Depois que os Estados Unidos desenvolveram TC4, o Reino Unido não ficou para trás e desenvolveu sucessivamente uma série de ligas de titânio. Na década de 1950, o Reino Unido desenvolveu liga de titânio IMI550, que aumentou sua resistência à alta temperatura a mais de 400 graus adicionando elementos de Si à liga, e sua força de alta temperatura também foi 10% maior que o TC4. Na década de 1960, o Reino Unido desenvolveu ligas IMI679 e IMI685, com composições de liga de Ti -2 al -11 sn -5} zr -1 Mo {12}}} 2si e Ti -6 al -5 zr -0. 5mo -0. 25si. Essas duas ligas têm baixo teor de molibdênio. Comparado com o TC4, a força de fluência dessas duas ligas foi bastante aprimorada. Em termos de temperatura operacional, a temperatura operacional do IMI679 atinge 450 graus; A temperatura operacional do IMI685 excede 500 graus. As propriedades de soldagem e processamento da liga IMI685 são boas, o que é propício à sua aplicação no campo da aviação.
Nas décadas de 1970 e 1980, com base na liga Ti-Al-Sn-Zr-MO-NB-Si, o Reino Unido desenvolveu ligas IMI829 e IMI834 para melhorar a força da fadiga da liga, com uma temperatura operacional máxima de 600 graus. Ao refinar a macro e as micro -estruturas, essas duas ligas melhoraram bastante a resistência à força de fluência e da oxidação. Após o tratamento da solução, a microestrutura da liga IMI829 é transformada em uma pequena quantidade de microestrutura de transformação e fase em forma de agulha, o que melhora a resistência à fluência e a tenacidade à fratura da liga; Após + tratamento da solução, a microestrutura da liga IMI834 é transformada em microestrutura de transformação em forma de agulha e uma pequena quantidade de fase primária, o que melhora a força da fadiga e a força de fluência da liga.
1.3 Desenvolvimento de ligas de titânio de alta temperatura russa
Com base na experiência dos Estados Unidos e do Reino Unido, a Rússia desenvolveu e fabricou independentemente Bt 3-1 alta temperatura de alta temperaturaliga de titânio. Bt 3-1 adiciona dois elementos estabilizadores de eutectoid, Cr e Fe, para fortalecer a fase e a fase. A temperatura de operação máxima pode atingir 450 graus e sua resistência térmica e resistência média-temperatura são relativamente altas. Em 1958, a Rússia desenvolveu ligas BT8 e BT9, que efetivamente melhoraram sua resistência ao calor. A composição nominal da liga BT8 é Ti -6. 5al -3. 5mo -0. A resistência térmica e a resistência ao calor do BT8 são bastante aprimoradas em comparação com Bt 3-1 e pode funcionar por um longo tempo em um ambiente desprotegido. A temperatura de uso da liga BT9 pode atingir 500 graus. No estágio inicial da pesquisa, ele continha o elemento SN, que mais tarde foi substituído pelo elemento ZR. A força de fluência e a força de resistência da liga BT9 foram bastante aprimoradas. BT8 e BT9 têm muitas aplicações principalmente em compressores.
A Rússia posteriormente desenvolveu o BT18 Near- liga. O BT18 contém uma quantidade de fase de rastreamento e pode ser usado por um curto período de tempo a 8 0 0 grau ou por um longo tempo no grau 550-600. Sua força de fluência e plasticidade são um pouco insuficientes em comparação com ligas semelhantes. Com base no BT18, o conteúdo do elemento Al é reduzido e o ZR é substituído pelo SN para obter liga BT18Y. Após a melhoria, a estabilidade térmica, a resistência ao impacto e a força da fluência da liga são aprimoradas. No entanto, suas propriedades de tração instantâneas são ligeiramente reduzidas em altas temperaturas. A liga BT36 desenvolvida pela Rússia é a liga de titânio mais resistente ao calor, e sua temperatura de serviço pode atingir 600 graus. Com base no BT18Y, 1% NB é substituído por 5% W. Em comparação com NB, W tem um ponto de fusão mais alto e um limite de fluência mais alto. Comparado com o BT18Y, o desempenho abrangente do BT36 foi bastante aprimorado e é amplamente utilizado em peças relacionadas ao motor de aeronaves. Agora, a pesquisa sobre ligas de titânio com a adição de (0,7%-5. 0%) W elemento tornou-se uma nova tendência nas ligas de titânio de alta temperatura da Rússia.
