钛合金具有比强度高、耐蚀性好、高温力学性能优良等特点,被广泛应用于各行各业。用锻造法生产钛合金,其性能优良,但工艺复杂、成材率低、产品成本高且难以获得形状复杂的产品;铸造法虽可获得结构复杂的构件,成本较低,但铸造过程中的铸造缺陷导致产品的性能不高;粉末冶金近净成形技术(Near net shape,NNS)可在较短时间内实现复杂结构零件的粉末致密化,且性能优越,能够达到锻件水平,该方法材料利用率超过 90%,使得该技术受到国内外航空界的特别关注。目前采用粉末冶金近净成形的钛合金包括:
Ti-6Al-4V(TC4)是一种α+β型两相钛合金,具有良好的热塑性和可焊性,在航空和航天工业中具有最广泛的应用,工作温度可达400℃,主要用于框架、梁、接头、叶片等部件上。
Ti6242 合金是一种近α钛合金,最高使用温度为 450 ℃,用于制造热暴露下的航空发动机的压缩部件、叶片和机匣等,
Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V (TA15) 钛合金是一种高铝当量的近 α 型钛合金,兼有 α 型和 α+β 型钛合金的优点。由于具有中等的室温和高温强度、良好的热稳定性和焊接性能,且长时间工作温度可达 500 ℃,故该合金在航空航天工业中得到了广泛应用,作为飞机和发动机结构用重要钛合金材料,也已实现在飞机上的装机应用。
Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si(TC11)是一种典型的α+β型钛合金,具有良好的室温和高温综合性能,能够在 500℃ 条件下长期使用,是一种优良的航空航天结构材料,已经在航空发动机的压气机盘、叶片、鼓筒等构件上得到大量应用。
Ti55(TA12或者TA12A)合金是一种典型的近α型高温钛合金,目前国内工程应用较为成熟的 TA15 钛合金只能满足低于500 ℃部位的选材要求,而高于500 ℃的部位必须使用耐温更高、高温持久强度更高的Ti55等热强钛合金。Ti55合金可在低于550℃的温度长时间使用, 短时使用温度可达600 ℃,其力学性能与IMI829合金相当。