Ti-V-Cr系阻燃鈦合金應用研究進展

曹京霞， 黃 旭， 弭光寶， 沙愛學， 王 寶

(北京航空材料研究院 先進鈦合金航空科技重點實驗室，北京100095)

使用輕質耐高溫鈦合金材料是提高航空發動機推重比的重要手段，鈦合金用量也因此成為衡量發動機先進性的重要指標之一。隨著鈦合金在航空發動機上應用增加，鈦合金著火故障不時出現［1］，特別是進入20 世紀70年代后，一些著名的發動機，如美國的F404、CF-6、PW4000、前蘇聯的D-30 等發動機，在使用或適航試驗中均發生過因鈦-鈦摩擦引發的著火事故。據觀測，在高壓壓氣機中，鈦合金著火后約5 ～10s 即能將機匣燒穿。對鈦火的恐懼極大地限制了鈦合金在航空發動機上的應用，在高壓壓氣機設計中，盡量避免鈦合金轉動葉片與機匣、轉動葉片與靜子葉片等的成對使用。阻燃鈦合金是為應對鈦火隱患而研制的專用材料，阻燃鈦合金在航空發動機上的應用成為發動機防鈦火的關鍵技術之一。

Ti-V-Cr 系阻燃鈦合金是目前最具工程意義的航空發動機用功能性結構材料［2，3］，經過近十年的研發，我國在Ti-V-Cr 系阻燃鈦合金材料、鍛件制備及合金抗點燃性能評價方面均取得了較大的進展，為Ti-V-Cr 系阻燃鈦合金的工程化應用奠定基礎。本文中主要論述Ti-V-Cr 系阻燃鈦合金的鑄錠熔煉、熱加工、組織控制和抗點燃性能評估等方面的研究進展。

1 合金發展

在Ti-V-Cr 系阻燃鈦合金中，最具代表性的材料是由美國普惠公司研制的Ti-35V-15Cr 合金，簡稱為Alloy C 合金。Alloy C 合金在美國的四代機動力F119 發動機上獲得大量應用，包括高壓壓氣機靜子葉片、內環和噴口調節片等零部件［4］。……