一家专注流体压力成形技术
【作 者】谢华生;刘时兵;赵军;张志勇;包春玲
【前 言】
TiAI合金是一种新型的耐高温结构材料，具有低密度(3.8-4.2 g/cm3 )、高比强、高比刚、优异的高温抗蠕变和抗氧化等性能，在600-1000℃温度下应用极具竞争力。TiAI合金弥补了常规高温钦合金和镍基高温合金在这一温度区间抗氧化性差和密度高的不足，因此受到了国际上航空航天巨头企业和相关研究机构的青睐，美国、欧洲、中国和日本分别开发了其各自的TiAI合金体系[1-3]。 TiAl合金的发展主要历经了4代:20世纪70年代第1代TiAI合金以高A1含量和低合金元素含量为特征，其典型代表为Ti-48Al-1 V-0.3C，然而其工作温度仅限于650℃以下，因综合性能不能满足发动机高温部件使用要求而被迫放弃。
在此基础上，TiAI合金应用正不断在新的领域发展，美国NASA曾报告，到2020年，TiAI合金及其复合材料在航空航天发动机中的使用份额将达到20%-25%。作为一种结构材料，实现其零部件的制造并应用至关重要，国内外在该方面也做了大量工作。文中针对近年来国内外TiAI合金精密成形技术的发展现状和待解决的问题进行了系统总结和分析，为后续相关研究提供指导。
【总结与展望】
TiAI基合金作为一种轻质耐高温结构材料，满足了航空、航天、汽车等领域的减重、降油耗、减排放的迫切需要，应用前景十分广阔。在几代科技工作者的努力下，TiAI基合金的成分设计理念日益成熟，大量组织性能关系研究工作让人们看到了TiAI基合金的未来潜力。近10年来，国内外材料科技工作者己着重从应用层面反向梳理TiAI合金发展存在的障碍，并以此为切入点开展了针对性的研究工作。TiAI合金的精密成形技术是TiAI合金走向应用的重要环节，也是该材料发展的最大难点，虽然国内外在TiAI合金精密成形上取得了重要的突破，但是仍然需要在低成本制造和加强各个成形工艺的成熟度上加大投入。
TiAI合金的精密铸造技术是相对成熟的近净成形工艺，低成本制壳技术、复杂结构件的铸造缺陷、尺寸精度控制和通过后序处理提升服役性能是TiAI精密铸造成形的发展方向;粉末冶金制备TiAI合金在获得均匀细小的组织、合金成分控制方面具有很大优势，己成为TiAI合金精密成形技术的一个重要研究领域，其难点在于消除孔隙及间隙元素含量控制，因此研制高质量TiAI合金粉末，减少微观缺陷产生和污染是未来的工作重点。TiAI合金板材在未来航空航天工业中有着巨大需求，粉末冶金和铸锭冶金作为板材成形的2个主要途径，还需要继续完善TiAI合金的挤压、锻造、轧制的热变形技术。无论是激光增材制造还是电子束增材制造，目前的研究都集中在工艺一组织一性能关系和以提高构件致密性、消除裂纹缺陷的工艺优化上，低成本TiAI合金粉末制备和适合于增材制造的TiAI合金开发是未来的发展方向，另外作为TiAI合金成形效果最好的EBM技术，需要从工程化应用出发，进一步建立工艺和产品标准，对成形工艺稳定性，成形过程缺陷实时监控和修复、质量检验、性能测试进一步规范化。
以下是正文：
