TiAl合金熱加工性能及其影響因素

孔凡濤

TiAl合金熱加工性能及其影響因素

孔凡濤

（哈爾濱工業大學 材料科學與工程學院，哈爾濱 150001）

TiAl合金以其輕質、耐高溫等特點成為替代鎳基高溫合金的重要高溫結構材料。具有優異熱加工性能的beta?gamma TiAl合金是變形合金的主要研究方向?？偨Y了TiAl合金的熱加工性能研究現狀，分析了高溫無序α相對熱加工性能的作用，對β相穩定元素進行了分類，并歸納了β相穩定元素對熱加工性能及力學性能的影響規律，提出了變形TiAl合金的未來研究方向。

TiAl合金；熱加工性能；β相穩定元素；等溫變形

TiAl合金（也稱為TiAl金屬間化合物）以其輕質、耐高溫的特點成為替代鎳基高溫合金的重要高溫結構材料[1-6]。目前，TiAl合金已經在美國通用電氣（General Electric，GE）公司的GEnx?和GE9x?，以及普惠（Pratt & Whitney，P&W）公司的PW1100G?民用航空發動機低壓渦輪（Low Pressure Turbine，LPT）后級葉片上得到應用或驗證[1,7]。以4822合金（Ti?48Al?2Cr?2Nb合金）為代表的早期研制的鑄造合金已經比較成熟，如應用于GEnx?2B發動機LPT葉片的4822合金已有10余年的歷史。近些年來，國內外研究者對變形合金的關注比較多，而且研究已經從較高Al含量的傳統TiAl合金（α2/γ兩相）轉變為較低Al含量的beta?gamma TiAl合金（β0/α2/γ三相），如PW1100G?發動機LPT葉片所用的TNM合金（Ti?43.5Al?4Nb?1Mo?0.1B合金）等[7]。

普遍認為，beta?gamma TiAl合金由于具有較低的Al含量并添加適量的β相穩定元素，擴大了高溫β相區到熱加工溫度區間，在熱變形溫度內引入具有更多獨立滑移系的高溫無序bcc結構β相，高溫塑性優異，并顯著降低了熱加工溫度和變形抗力，擴大了熱加工窗口，從而有效改善了TiAl合金的熱加工性能[2-3,8]，與傳統變形TiAl合金相比優勢明顯，是目前變形TiAl合金的主要研究方向?！?br>