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钛铝合金材料技术发展为航空航天领域提供重要金属材料

钛铝合金材料是一些结构铝合金和钛合金材料的一种新型金属材料,我们知道钛, 位于元素周期表第四周期IVB族, 具有强度大的优点。与铝制成的钛铝合金, 密度低、强度高、抗氧化能力好, 这些优点使之成为有巨大前景的高温结构材料之一。钛铝合金经过长时间发展在国际上已经开始被工程化地应用到航空航天领域。

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目前,市面上的钛铝合金化研究取得三类成果:γ-Ti Al合金、高铌钛铝合金和β-γ钛铝合金。传统的γ-Ti Al合金中, 铝无疑是最重要的元素。但是研究发现铝占45%-48%的钛铝合金在凝固时, 发生包晶反应, 形成柱状晶组织, 导致其室温性能一般。为了防止包晶反应的发生, 我们必须要将铝的含量降至45%以下。铝含量降低后, 在加工温度条件下引入无序体心立方β相, 从而改善一合金的热加工性。此外, 铌可以提高合金使用温度, 进一步改善合金的高温性能。

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另外钛铝合金热加工技术不断提高,我们知道合金材料热加工, 可以校正偏析、细化组织、改善钛铝合金的综合力学性能。其中, 热加工技术分为含金锻造技术、热挤压技术、轧制技术、粉末冶金技术等。合金材料热加工技术的关键之处在于精确的工艺设计与参数。目前, 钛铝合金发展的限制因素在于其热加工性差、窗口窄, 这样一来, 对加工设备要求高。因此, 设计热加工的计算机模拟可以成为完善热加工技术的一个发展方向。

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钛铝合金材料除了在航空航天领域重要应用外,在其他地方也有很多用处,尤其是一些高端设备上对一下些精密合金材料要求非常严格,钛铝合金材料可以在这些设备上进行应用,而且随着钛铝合金材料的技术不断提高,未来钛铝合金材料的应用发展空间将越来越大。


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