1.1 Przegląd rozwoju stopów tytanowych w wysokiej temperaturze w Stanach Zjednoczonych
W 1954 r. Stany Zjednoczone opracowały pierwszy na świecie stop tytanowy: TC4 (skład nominalny ti -6 al -4 v), który otworzył proces badawczy wysokich stopów tytanowych. Następnie opracowano i zbadano wiele innych stopów tytanowych o wysokiej temperaturze na podstawie TC4. Stop TC4 dodaje element stolizujący al i element -stabilizujący element V do macierzy tytanowej i uzyskuje mikrostrukturę, w której współistnieją faza i faza. Ma dobre właściwości mechaniczne, oporność w wysokiej temperaturze i inne właściwości kompleksowe i jest stosowany w składnikach strukturalnych i składnikach opornych na wysoką temperaturę. Maksymalna temperatura robocza TC4 wynosi 350 stopni. W kolejnym opracowaniu, ze względu na coraz wyższe wymagania dotyczące materiałów w dziedzinie lotnictwa, wady wydajności TC4: niewystarczająca odporność na ciepło, słaba urabialność zimna, złożony proces przygotowania, słaba stwardnienie itp., Nie są wystarczające do wsparcia jego zastosowania w polu lotniczym.
Z powyższych powodów, w latach 60. XX wieku, Stany Zjednoczone opracowały stopy tytanowe o wyższych temperaturach roboczych: Ti -6246 i ti -6242, podnosząc temperaturę roboczą do około 450 stopni. W latach siedemdziesiątych Stany Zjednoczone skutecznie poprawiły siłę pełzania i siłę zmęczeniową stopów tytanowych, dodając elementy SI do stopu i opracowały stop ti -6242 o temperaturze usługi o wartości ponad 500 stopni. W latach 80. Stany Zjednoczone opracowały stop ti -1100 o wyższym oporze o wysokiej temperaturze, który ma dobre zastosowanie w samolotach lotniczych.
1.2 Przegląd rozwoju stopów tytanowych o wysokiej temperaturze w Wielkiej Brytanii
Po opracowaniu TC4 Stanów Zjednoczonych Wielka Brytania nie pozostawała w tyle i kolejno opracowała serię stopy tytanu. W latach 50. XX wieku Wielka Brytania rozwinęła stop tytanowy IMI550, który zwiększył jego oporność w wysokiej temperaturze do ponad 400 stopni poprzez dodanie elementów SI do stopu, a jego wytrzymałość wysokiej temperatury była również o 10% wyższa niż TC4. W latach 60. Wielka Brytania opracowała stopy IMI679 i IMI685, z kompozycjami stopu Ti -2 al -11 sn -5 Zr -1 mo -0. 2SI i Ti -6 al -5 Zr -0. 5mo -0. 25si. Te dwa stopy mają niską zawartość molibdenu. W porównaniu z TC4 siła pełzania tych dwóch stopów została znacznie poprawiona. Pod względem temperatury roboczej temperatura robocza IMI679 osiąga 450 stopni; Temperatura robocza IMI685 przekracza 500 stopni. Właściwości spawania i przetwarzania stopu IMI685 są dobre, co sprzyja jego zastosowaniu w dziedzinie lotnictwa.
W latach siedemdziesiątych i 80. XX wieku, oparty na stopie T-AL-SN-ZR-MO-NB-SI, Wielka Brytania opracowała stopy IMI829 i IMI834 w celu poprawy wytrzymałości zmęczenia stopu, z maksymalną temperaturą roboczą 600 stopni. Udoskonalając makro i mikro struktury, te dwa stopy znacznie poprawiły wytrzymałość pełzania i odporność na utlenianie. Po obróbce roztworu mikrostruktura stopu IMI829 przekształca się w niewielką ilość mikrostruktury transformacji i fazy w kształcie igły, co poprawia wytrzymałość na pełzanie i wytrzymałość stopu stopu; Po + obróbce roztworu mikrostruktura stopu IMI834 jest przekształcana w mikrostrukturę transformacji w kształcie igły i niewielką ilość fazy pierwotnej, co poprawia wytrzymałość zmęczeniową i wytrzymałość na pełzanie stopu.
1.3 Rozwój rosyjskich stopów tytanowych w wysokiej temperaturze
W oparciu o doświadczenie Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, Rosja niezależnie rozwinęła się i wyprodukowała BT 3-1stop tytanowy. BT 3-1 dodaje dwa elementy eutektoidowe, Cr i Fe, aby wzmocnić fazę i fazę. Maksymalna temperatura robocza może osiągnąć 450 stopni, a jego wytrzymałość termiczna i siła średniej temperatury są stosunkowo wysokie. W 1958 r. Rosja rozwinęła stopy BT8 i BT9, co skutecznie poprawiło ich odporność na ciepło. Nominalny skład stopu BT8 to Ti -6. 5AL -3. 5mo -0. 2SI, który należy do stopu martenzytycznego typu Ti-Al-Mo-Si + typu. Siła termiczna i odporność na ciepło BT8 są znacznie ulepszone w porównaniu z BT 3-1 i może działać przez długi czas w środowisku niezabezpieczonym. Temperatura stosowania stopu BT9 może osiągnąć 500 stopni. Na wczesnym etapie badań zawierał element SN, który został później zastąpiony elementem ZR. Siła pełzania i wytrzymałość stopu BT9 zostały znacznie ulepszone. BT8 i BT9 mają wiele aplikacji głównie w sprężarkach.
Następnie Rosja rozwinęła się BT18 bliski stop. BT18 zawiera śladową ilość fazy i może być używany przez krótki czas w 8 0 0 lub przez długi czas w stopniu 550-600. Jego siła pełzania i plastyczność są nieco niewystarczające w porównaniu z podobnymi stopami. Na podstawie BT18 zawartość elementu Al jest zmniejszona, a Zr zastępuje SN w celu uzyskania stopu BT18Y. Po ulepszeniu poprawia się stabilność termiczna, wytrzymałość uderzenia i wytrzymałość na pełzanie stopu. Jednak jego natychmiastowe właściwości rozciągania są nieznacznie zmniejszone w wysokich temperaturach. Stop BT36 opracowany przez Rosję jest najbardziej odpornym na ciepło stop tytanu, a jego temperatura usługi może osiągnąć 600 stopni. Na podstawie BT18Y 1% NB jest zastąpiony przez 5% W. W porównaniu z NB, W ma wyższą temperaturę topnienia i wyższą granicę pełzania. W porównaniu z BT18Y kompleksowa wydajność BT36 została znacznie ulepszona i jest szeroko stosowana w częściach związanych z silnikiem samolotów. Teraz badania stopów tytanowych z dodaniem (0,7%-5. 0%) stały się nowym trendem w rosyjskich stopach tytanowych.
