1.1 Panoramica dello sviluppo di leghe di titanio ad alta temperatura negli Stati Uniti
Nel 1954, gli Stati Uniti svilupparono la prima lega di titanio ad alta temperatura al mondo: TC4 (composizione nominale TI -6 al -4 V), che aprì il processo di ricerca di leghe di titanio ad alta temperatura. Successivamente, molte altre leghe di titanio ad alta temperatura sono state sviluppate e studiate sulla base di TC4. La lega TC4 aggiunge l'elemento stabilizzante Al e -Stabilizzare l'elemento V alla matrice di titanio e ottiene una microstruttura in cui coesistono fase e fase. Ha buone proprietà meccaniche e resistenza ad alta temperatura e altre proprietà complete, ed è utilizzato in componenti strutturali e componenti resistenti ad alta temperatura. La temperatura operativa massima di TC4 è di 350 gradi. Nel successivo sviluppo, a causa dei requisiti sempre più elevati per i materiali nel campo dell'aviazione, gli svantaggi delle prestazioni di TC4: resistenza al calore insufficiente, scarsa lavorabilità a freddo, processo di preparazione complessa, scarsa intensurabilità, ecc.
Per i motivi di cui sopra, negli anni '60, gli Stati Uniti hanno sviluppato leghe di titanio con temperature di lavoro più elevate: Ti -6246 e Ti -6242, aumentando la temperatura di lavoro a circa 450 gradi. Negli anni '70, gli Stati Uniti hanno effettivamente migliorato la forza del creep e la forza a fatica delle leghe di titanio aggiungendo elementi SI alla lega e hanno sviluppato la lega TI -6242 S con una temperatura di servizio di oltre 500 gradi. Negli anni '80, gli Stati Uniti hanno sviluppato la lega TI -1100 con una maggiore resistenza ad alta temperatura, che ha una buona applicazione negli aerei aeronautici.
1.2 Panoramica dello sviluppo di leghe di titanio ad alta temperatura nel Regno Unito
Dopo che gli Stati Uniti hanno sviluppato TC4, il Regno Unito non è rimasto indietro e ha sviluppato successivamente una serie di leghe di titanio. Negli anni '50, il Regno Unito ha sviluppato la lega di titanio IMI550, che ha aumentato la sua resistenza ad alta temperatura a oltre 400 gradi aggiungendo elementi SI alla lega e anche la sua resistenza ad alta temperatura era superiore del 10% rispetto a TC4. Negli anni '60, il Regno Unito ha sviluppato leghe IMI679 e IMI685, con composizioni in lega di ti -2 al -11 sn -5 zr -1 mo -0. 2Si e Ti -6 al -5 zr -0. 5mo -0. 25Si. Queste due leghe hanno un basso contenuto di molibdeno. Rispetto a TC4, la forza di scorrimento di queste due leghe è stata notevolmente migliorata. In termini di temperatura operativa, la temperatura operativa di IMI679 raggiunge i 450 gradi; La temperatura operativa di IMI685 supera i 500 gradi. Le proprietà di saldatura e lavorazione della lega IMI685 sono buone, il che è favorevole alla sua applicazione nel campo dell'aviazione.
Negli anni '70 e '80, basato sulla lega Ti-AL-SN-ZR-MO-NB-SI, il Regno Unito ha sviluppato leghe IMI829 e IMI834 per migliorare la resistenza a fatica della lega, con una temperatura operativa massima di 600 gradi. Raffinando la macro e le micro strutture, queste due leghe hanno notevolmente migliorato la resistenza allo scorrimento e la resistenza all'ossidazione. Dopo il trattamento della soluzione, la microstruttura della lega IMI829 viene trasformata in una piccola quantità di microstruttura di trasformazione e fase a forma di ago, che migliora la resistenza allo scorrimento e la tenacità della frattura della lega; Dopo il trattamento della soluzione +, la microstruttura della lega IMI834 viene trasformata in microstruttura di trasformazione a forma di ago e una piccola quantità di fase primaria, che migliora la resistenza alla fatica e la resistenza del raggruppamento della lega.
1.3 Sviluppo di leghe di titanio ad alta temperatura russa
Sulla base dell'esperienza degli Stati Uniti e del Regno Unito, la Russia ha sviluppato e prodotto in modo indipendente Bt 3-1 alta temperaturalega di titanio. Bt 3-1 aggiunge due elementi stabilizzanti eutectoid, CR e Fe, per rafforzare la fase e la fase. La massima temperatura operativa può raggiungere i 450 gradi e la sua resistenza termica e la resistenza a media temperatura sono relativamente elevate. Nel 1958, la Russia sviluppò leghe BT8 e BT9, che migliorarono efficacemente la loro resistenza al calore. La composizione nominale della lega Bt8 è TI -6. 5al -3. 5MO -0. 2Si, che appartiene alla serie martensitica di tipo ti-al-mo-si. La resistenza termica e la resistenza al calore di BT8 sono notevolmente migliorate rispetto a Bt 3-1 e può funzionare a lungo in un ambiente non protetto. La temperatura dell'uso della lega BT9 può raggiungere i 500 gradi. Nella fase iniziale della ricerca, conteneva elemento SN, che è stato successivamente sostituito dall'elemento ZR. La forza del creep e la resistenza alla resistenza della lega BT9 sono state notevolmente migliorate. BT8 e BT9 hanno molte applicazioni principalmente nei compressori.
La Russia ha successivamente sviluppato BT18 vicino alla lega. Bt18 contiene una traccia di fase e può essere usata per un breve periodo a 8 0 0 grado o per un lungo periodo a lungo a 550-600. La sua forza di creep e plasticità sono leggermente insufficienti rispetto a leghe simili. Sulla base di BT18, il contenuto dell'elemento AL è ridotto e ZR viene sostituito da SN per ottenere la lega BT18Y. Dopo il miglioramento, la stabilità termica, la resistenza all'impatto e la resistenza alla lega della lega sono migliorate. Tuttavia, le sue proprietà di trazione istantanea sono leggermente ridotte a temperature elevate. La lega BT36 sviluppata dalla Russia è la lega di titanio più resistente al calore e la sua temperatura di servizio può raggiungere i 600 gradi. Sulla base di BT18Y, l'1% di NB è sostituito dal 5% W. rispetto a NB, W ha un punto di fusione più elevato e un limite di creep più elevato. Rispetto a BT18Y, le prestazioni complete di BT36 sono state notevolmente migliorate ed è ampiamente utilizzata nelle parti relative al motore dell'aeromobile. Ora, la ricerca sulle leghe di titanio con l'aggiunta di (0,7%-5. 0%) Welement è diventata una nuova tendenza nelle leghe di titanio ad alta temperatura della Russia.
