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鈦鋁合金材料技術發展為航空航天領域提供重要金屬材料

鈦鋁合金材料是一些結構鋁合金和鈦合金材料的一種新型金屬材料,我們知道鈦, 位于元素周期表第四周期IVB族, 具有強度大的優點。與鋁制成的鈦鋁合金, 密度低、強度高、抗氧化能力好, 這些優點使之成為有巨大前景的高溫結構材料之一。鈦鋁合金經過長時間發展在國際上已經開始被工程化地應用到航空航天領域。

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目前,市面上的鈦鋁合金化研究取得三類成果:γ-Ti Al合金、高鈮鈦鋁合金和β-γ鈦鋁合金。傳統的γ-Ti Al合金中, 鋁無疑是最重要的元素。但是研究發現鋁占45%-48%的鈦鋁合金在凝固時, 發生包晶反應, 形成柱狀晶組織, 導致其室溫性能一般。為了防止包晶反應的發生, 我們必須要將鋁的含量降至45%以下。鋁含量降低后, 在加工溫度條件下引入無序體心立方β相, 從而改善一合金的熱加工性。此外, 鈮可以提高合金使用溫度, 進一步改善合金的高溫性能。

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另外鈦鋁合金熱加工技術不斷提高,我們知道合金材料熱加工, 可以校正偏析、細化組織、改善鈦鋁合金的綜合力學性能。其中, 熱加工技術分為含金鍛造技術、熱擠壓技術、軋制技術、粉末冶金技術等。合金材料熱加工技術的關鍵之處在于精確的工藝設計與參數。目前, 鈦鋁合金發展的限制因素在于其熱加工性差、窗口窄, 這樣一來, 對加工設備要求高。因此, 設計熱加工的計算機模擬可以成為完善熱加工技術的一個發展方向。

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鈦鋁合金材料除了在航空航天領域重要應用外,在其他地方也有很多用處,尤其是一些高端設備上對一下些精密合金材料要求非常嚴格,鈦鋁合金材料可以在這些設備上進行應用,而且隨著鈦鋁合金材料的技術不斷提高,未來鈦鋁合金材料的應用發展空間將越來越大。


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