1.1 Présentation du développement d'alliages de titane à haute température aux États-Unis
En 1954, les États-Unis ont développé le premier alliage de titane à haute température au monde: TC4 (composition nominale Ti -6 al -4 v), qui a ouvert le processus de recherche des alliages de titane à haute température. Après cela, de nombreux autres alliages de titane à haute température ont été développés et recherchés sur la base de TC4. L'alliage TC4 ajoute l'élément stabilisateur AL et-stabilisation de l'élément V à la matrice de titane, et obtient une microstructure dans quelle phase et coexiste. Il a de bonnes propriétés mécaniques et une résistance à haute température et d'autres propriétés complètes, et est utilisée dans les composants structurels et les composants résistants à haute température. La température de fonctionnement maximale de TC4 est de 350 degrés. Dans le développement ultérieur, en raison des exigences de plus en plus élevées pour les matériaux dans le domaine de l'aviation, les inconvénients des performances de TC4: une résistance à la chaleur insuffisante, une mauvaise activabilité du froid, un processus de préparation complexe, une mauvaise durabilité, etc., ne suffisent pas à soutenir son application dans le domaine de l'aviation.
Pour les raisons ci-dessus, dans les années 1960, les États-Unis ont développé des alliages de titane avec des températures de travail plus élevées: ti -6246 et ti -6242, augmentant la température de travail à environ 450 degrés. Dans les années 1970, les États-Unis ont effectivement amélioré la force de fluage et la force de fatigue des alliages de titane en ajoutant des éléments Si à l'alliage et ont développé un alliage Ti -6242 avec une température de service de plus de 500 degrés. Dans les années 1980, les États-Unis ont développé un alliage Ti -1100 avec une résistance à haute température plus élevée, qui a une bonne application dans les avions d'aviation.
1.2 Aperçu du développement d'alliages de titane à haute température au Royaume-Uni
Après que les États-Unis ont développé TC4, le Royaume-Uni n'a pas pris de retard et a successivement développé une série de alliages en titane. Dans les années 1950, le Royaume-Uni a développé un alliage de titane IMI550, ce qui a augmenté sa résistance à haute température à plus de 400 degrés en ajoutant des éléments de Si à l'alliage, et sa résistance à haute température était également 10% plus élevée que TC4. Dans les années 1960, le Royaume-Uni a développé des alliages IMI679 et IMI685, avec des compositions d'alliage de Ti -2 al -11 Sn -5 zr -1 Mo -0. 2Si et Ti -6 al -5 zr -0. 5mo -0. 25si. Ces deux alliages ont une faible teneur en molybdène. Par rapport à TC4, la force de fluage de ces deux alliages a été considérablement améliorée. En termes de température de fonctionnement, la température de fonctionnement de l'IMI679 atteint 450 degrés; La température de fonctionnement de IMI685 dépasse 500 degrés. Les propriétés de soudage et de traitement de l'alliage IMI685 sont bonnes, ce qui est propice à son application dans le champ d'aviation.
Dans les années 1970 et 1980, sur la base de l'alliage Ti-Al-Sn-Zr-Mo-NB-SI, le Royaume-Uni a développé des alliages IMI829 et IMI834 IMI834 pour améliorer la force de fatigue de l'alliage, avec une température de fonctionnement maximale de 600 degrés. En affinant les macro et les micro-structures, ces deux alliages ont considérablement amélioré la résistance au fluage et la résistance à l'oxydation. Après le traitement de la solution, la microstructure de l'alliage IMI829 est transformée en une petite quantité de microstructure de transformation et de phase en forme d'aiguille, ce qui améliore la résistance au fluage et la ténacité de fracture de l'alliage; Après + traitement de la solution, la microstructure de l'alliage IMI834 est transformée en microstructure de transformation en forme d'aiguille et une petite quantité de phase primaire, ce qui améliore la résistance à la fatigue et la force de fluage de l'alliage.
1.3 Développement d'alliages de titane à haute température russes
Sur la base de l'expérience des États-Unis et du Royaume-Uni, la Russie a développé et fabriqué indépendamment BT 3-1 à haute températurealliage en titane. BT 3-1 ajoute deux éléments de stabilisation de l'eutectoïde, Cr et Fe, pour renforcer la phase et la phase. La température de fonctionnement maximale peut atteindre 450 degrés, et sa résistance thermique et sa résistance à la température moyenne sont relativement élevées. En 1958, la Russie a développé des alliages BT8 et BT9, ce qui a effectivement amélioré leur résistance à la chaleur. La composition nominale de l'alliage bt8 est Ti -6. 5AL -3. 5mo -0. 2Si, qui appartient à l'alliage martensitique Ti-Al-MO +. La résistance thermique et la résistance à la chaleur de BT8 sont considérablement améliorées par rapport à BT 3-1, et elle peut fonctionner pendant longtemps dans un environnement non protégé. La température d'utilisation de l'alliage BT9 peut atteindre 500 degrés. Au début de la recherche, il contenait un élément SN, qui a ensuite été remplacé par l'élément ZR. La force de fluage et la force d'endurance de l'alliage BT9 ont été considérablement améliorées. BT8 et BT9 ont de nombreuses applications principalement dans les compresseurs.
La Russie a par la suite développé BT18 près de l'alliage. BT18 contient une quantité de trace de phase et peut être utilisé pour un court laps de temps à 8 0 0 ou pour un long degré à 550-600. Sa résistance au fluage et sa plasticité sont légèrement insuffisantes par rapport aux alliages similaires. Sur la base de BT18, le contenu de l'élément AL est réduit et ZR est remplacé par SN pour obtenir l'alliage BT18Y. Après amélioration, la stabilité thermique, la ténacité à l'impact et la résistance au fluage de l'alliage sont améliorées. Cependant, ses propriétés de traction instantanées sont légèrement réduites à des températures élevées. L'alliage BT36 développé par la Russie est l'alliage de titane le plus résistant à la chaleur, et sa température de service peut atteindre 600 degrés. Sur la base de BT18Y, 1% de NB est remplacé par 5% W. Par rapport au NB, W a un point de fusion plus élevé et une limite de fluage plus élevée. Par rapport à BT18Y, les performances complètes de BT36 ont été considérablement améliorées et elle est largement utilisée dans les pièces liées au moteur d'avion. Maintenant, les recherches sur les alliages de titane avec l'ajout de (0,7% -5. 0%) w élément est devenu une nouvelle tendance dans les alliages de titane à haute température de Russie.
