大量使用在飞机的起落架上，该合金的淬透性更好，俄罗斯的ＶＳＭＰＯ联合体分别用ｐ锻和ｏ【＋Ｄ锻
制造了该合金的大型锻件。另外俄罗斯研制的ＶＳＴ３５５３（Ｔｉ一３ＡＩ－５Ｍｏ－５Ｖ－３Ｃｒ）是用于紧固件的钛 合金，其强度和加工性能均优于Ｔｉ－６４。在承压管路系统研制成功一种新的钛合金ＶＳＴ３３３１（Ｔｉ．３ＡＩ． ３Ｖ－３Ｍｏ一１Ｚｒ），其强度比Ｔｉ一３Ａ１—２．５Ｖ高３０％左右。高强可焊钛合金Ｔ－１１０（Ｔｉ．５．５ＡＩ一１．２Ｍｏ．１．２Ｖ－４Ｎｂ． ２Ｆｅ）为Ａｎｔｏｎｏｖ飞机的重型构架设计，合金同ＢＴ２２的力学性能相当，但具有优良的焊接性能，焊接强 度系数可达０．９５，优良的焊接性能是由于同晶型的Ｄ稳定元素溶于ｏ【相中，有利于Ｆｅ等元素的均匀 分布，Ｚｒ的加入细化晶粒，减少了间隙元素在晶界的偏析，典型的力学性能为Ｒｍ）１１００ＭＰａ、Ａ≥
Ｔｉ ａｎｄ ｉｔ ａｌｌｏｙｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍａｎｙ ｆｉｅｌｄｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ５ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｏｌｄ Ｔｉ ａｌｌｏｙｓ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｎｅｗ Ｔｉ ａｌｌｏｙｓ ｗｅｒｅ ｐａｉｄ ｈｉ曲ａｔｔｅｎｔｉｏｎｓ ａｂｏｕｔ １ ｙｅａｒｓ ａｇｏ Ｔｉ ａｌｌｏｙｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ａａｅｎｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐａｉｄ ａｒｅ ｐａｉｄ ａｔｔｅｎｔｉｏｎｓ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｆｒｏｍ Ｒ＆Ｄ ｏｎ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ １ ０ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｐｏｒｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒ＆Ｄ ｏｎ Ｔｉ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｗ
截面及底部均采用锻造方法生产。
２．１．５汽车用钛铝合金 日本大同钢铁公司研制成一种新型钛铝合金，将它应用于制造汽车发动机的排气阀，可大大改 善发动机的性能。这种新型钛铝合金的成分为Ｔｉ一３３．５Ａ１－１Ｎｂ－０．５Ｃｒ－０．５Ｓｉ（ｗｔ％），其中加入Ｎｂ和Ｓｉ 是为了提高抗氧化性能及抗蠕变性能。该合金与排气阀常用的马氏体耐热钢和镍基合金相比，其突 出特点是比重小（只有马氏体耐热钢的一半），而且具有良好的导热性。此外，新合金在较高温度 （５４０Ｅ以上）条件下的强度要高于常用合金，而且其蠕变强度也高于镍基合金，同时还具有很好的
于人体骨骼。
２．１．４
ＫＳＴｉ－１９合金
日本神户制钢所最近研制出了一种命名为ＫＳＴｉ．１９的新型钛合金，其名义化学成分为Ｔｉ一４．５Ａ１．
２Ｍｏ－１．６Ｖ－０．５Ｆｅ－０．３Ｓｉ，是一种ｏ【ａ Ｄ两相钛合金。这种合金具有优良的加工性能，采用热轧工艺可
以代替传统的叠轧方法成功生产出厚度为０．８毫米的薄板，是Ｔｉ一６ＡＩ－４Ｖ合金的替代合金之一。 由于加工性能的限制，Ｔｉ・６Ａ１—４Ｖ合金只能采用叠轧方法来生产薄板，但由于工艺复杂，成本 高，限制了Ｔｉ一６Ａ１—４Ｖ合金薄板的民用推广。ＫＳＴｉ－１９合金的研制成功，使钛合金薄板的成本下降，扩 展了钛合金的应用范围。目前，该合金薄板已投入正式生产，它主要应用干高尔夫球杆。据报道， 高尔夫球杆使用这种材料后，可使杆头变细、坚固，重量减轻。在此之前，高尔夫球杆头的顶部、
Ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒ＆Ｄ
ｏｎ
Ｔｉ ａｌｌｏｙｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｒｅｎｄ
Ｙｏｎｇ—Ｑｉｎｇ
Ｚｈａｏ
Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ ５１ Ｘｉ’ａｎ Ｓｈａａｎｘｉ ７１００１６，Ｃｈｉｎａ
与退火态Ｔｉ一６ＡＩ－４Ｖ合金相比，有较高的强度、较低的弹性模量及较高的断裂韧性。 用Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｄ和Ｓｎ作为合金元素来改善钛合金力学性能、耐蚀性和生物相容性是开发生物 钛合金的主要途径。如开发出的Ｔｉ一１５Ｍｏ一５Ｚｒ－３ＡＩ（时效态）及Ｔｉ．１５Ｓｎ．４Ｎｂ．２Ｔａ一０．２Ｐｄ（时效态）的 强度较高；Ｔｉ一２９Ｎｂ－１３Ｔａ－４．６Ｚｒ合金的耐磨性和力学性能都接近于Ｔｉ一６ＡＩ．４Ｖ合金，且弹性模量更接近
１．前言
钛及钛合金因具有优异的综合力学性能，在航空、航天、船舶、石油、化工、兵器、电子等行 业得到高度重视和广泛应用。１５年前国外在新合金研制方面高度重视，近几年国外更重视合金性能 改性和挖潜。国内从钛合金研发开始一直重视新型钛合金研制，１０年前重点是仿制，之后是既创新 又仿制，目前以创新研制为主。本报告介绍近１５年国外钛合金研究的发展现状，并说明我国钛合金研 制与国外的差距。
２．国外近１ ５年钛合金研究的发展现状及趋势 ２．１新型钛合金的研究进展
２．１．１
ＢＴ３７航空用钛合金
由于大型航空发动机压气机对工作在３００～３５０Ｕ用材的需要，俄罗斯的全俄轻金属研究院研究了 同时添加锡和锆来改善ＢＴ２２钛合金的强度和高温蠕变性能，研制出了性能优于ＢＴ２２的一种新的航空 用钛合金。新合金的名义化学成分为：Ｔｉ－５Ａ１－５Ｍｏ．５Ｖ－ＩＦｅ．１Ｃｒ．１．７Ｓｎ．２．５Ｚｒ，被赋予正式牌号ＢＴ３７。 截面尺寸为１５０－２００ｍｍ的ＢＴ３７合金模锻件和自由锻造的静强度和疲劳强度｝：ＬＢＴ３．１合金高２５％＃ 固溶强化的ＢＴ３７合金的静强度和疲劳强度比金属间化合物强化的高温钛合金高２０－２５％以上。用 ＢＴ３７合金来取代传统的ＢＴ３－１、ＢＴ６热强钛合金来制造在３００－３５０℃工作的压气机大尺寸盘和叶片， 可使重量减轻２０－２５％。
２．１．３生物用钛合金
最新开发的生物钛合金主要有：Ｔｉ一５ＡＩ－３Ｍｏ一４Ｚｒ、Ｔｉ．６ＡＩ．７Ｎｂ、Ｔｉ一１３Ｎｂ．１３Ｚｒ、Ｔｉ．３５Ｚｒ－１０Ｎｂ、
Ｔｉ一１６Ｎｂ－１０Ｈｆ、Ｔｉ．３５．３Ｎｂ．５．１Ｔａ．７．ＩＺｒ、Ｔｉ．１２Ｍｏ一６Ｚｒ．２Ｆｅ、Ｔｉ．１５Ｍｏ．３Ｎｂ、Ｔｉ．２９Ｎｂ．１３Ｔａ．４．６Ｚｒ，Ｔｉ．
耐磨性能。 将用这种新型钛铝合金制成的排气阀装在汽油发动机上，以每分钟６４００转的速度运转１５０ｄ、时后
的试车结果表明，该阀门由磨损和氧化所造成的损耗很小。在另外一种不增压发动机上的试车结果 表明，在很短时间内，发动机转速就高达每分钟１３０００转，最大突变转速可提高到每分钟１４０００转。 ２．１．６高强钛合金 俄罗斯研制的ＶＳＴ５５５３（Ｔｉ一５Ａｉ．５Ｍｏ－５Ｖ－３Ｃｒ）作为高强近ｐ钛合金可替代ＢＴ２２矛ＩＴｉ．１０２３钛合金
２１Ｓ
３．国内合金研制与国外的差距
国内近１５年在高温钛合金、高强钛合金、损伤容限钛合金、阻燃钛合金、船用钛合金、低成本 钛合金等方面开展了卓有成效的研究工作，创新研制出较多的新合金，如６００℃高温钛合金Ｔｉ６００、 Ｔｉ６０等，阻燃钛合金Ｔｉ４０等，高强钛合金ＴＢ６、ＴＢ８、Ｔｉ－Ｂ２０、Ｔｉ一１３００等，损伤容限钛合金ＴＣ２１、 ＴＣ４一ＤＴ等，船用钛合金Ｔｉ７５、Ｔｉ３１、Ｔｉ－Ｂ１９、Ｔｉ９１等，低成本钛合金Ｔｉ８ＬＣ、Ｔｉｌ２ＬＣ等，但与国外相 比，差距主要体现在以下方面： １）国内钛合金研究水平与国外相当，在某些方面甚至比国外还要强，如在新型钛合金研究方 面，国内近１０年非常活跃，而国外很少开展新型钛合金研究。 ２）国内在老合金挖潜方面远远落后于国外，如针对典型的ＴＣ４合金国外开展了深层次的加工工 艺与组织性能关系的研究，改善了ＴＣ４合金的性能，扩大了合金的应用，而国内较少开展老 合金的挖潜研究工作。 ３）钛的应用技术远落后于国外：军事用钛比例低，民用钛领域相对较窄。 ４）基础研究薄弱，原创性和革命性的材料设计、工艺技术少。
１０％、Ｚ）３５％，淬透深度可达Ｎ４０ｍｍ。
２．１．７阻燃钛合金
Ａｌｌｏｙ Ｃ（Ｔｉ一３５Ｖ－１５Ｃｒ）是美国研制的一种高稳定化的阻燃钛合金，该合金具有良好的阻燃性能和 力学性能，已在Ｆ２２飞机的Ｆ１１９发动机中得到实际应用。
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钛锆铪分会２００８年年会论文集
２．１．８橡胶钛合金
日本丰田中央研究所Ｔ．Ｓａｉｔｏ等人研发出一种具有超级多功能的钛合金“Ｇｕｍ Ｍｅｔａｌ”（橡胶金 属），合金的组成可以表达为：Ｔｉ－２４ｍ０１％（Ｔａ＋Ｎｂ＋ｖ）一（ＺＬＨＤ＋Ｏ。范围很窄的合金成分可用理论计算 进行设计，其组分平均价电子数须满足ｅ／ａ＝４．２４，典型的如Ｔｉ－１２Ｔａ。９Ｎｂ．３Ｖ－６ＺｖＯ和Ｔｉ一２３Ｎｂ－０．７Ｔａ一 ２ＺｖＯ等。 合金具有超高强（时效处理后强度高达２０００ ＭＰａ）、超低模量（４０ ＧＰａ）、室温具有超塑性的 特点；合金的弹性变形能力比常规金属高出１个数量级，可达２．５；合金在室温下具有极优的冷加 工性能，可进行断面收缩率达９９．９％的冷加工，板材从６ ３０ｍｍ可一火次加工到６ ０．０３ｍｍ，丝材从 巾１３ｍｍ一火次拉到巾０．３ １１３１１１，不必进行中间退火处理。橡胶金属的弹性应变、弹性模量和拉伸强度 随着氧含量的增加而增大，要获得良好的弹性性能，氧含量不得低于０．７％。较高氧含量的橡胶金属 由单一的ｂｃｃ卡Ｈ组成，而低氧含量的同成分合金中则存在着马氏体相。拉伸变形过程中，高氧含量的 合金中不产生相变，而低氧含量的合金则有相变产生。 橡胶金属现已用作无蝶形螺钉的眼镜框架（已开始销售）和钟表用精密螺钉。合金具有良好 的生物相容性、良好的耐蚀性，还不含有害的Ａｌ和Ｖ，因此该合金有望替代ＴｉＮｉ等合金在生物领域 的应用。
２．１．９低成本钛合金
针对钛合金成本比较高，国外研制了成本相对来说较低的钛合金，如采用廉价合金元素设计成 功的Ｔｉ６２Ｓ、Ｔｉ．ＬＣＢ、Ｔｉ．０．０５Ｐｄ．０．３Ｃｏ等，这三个合金均得到实际应用。为改善合金加工特性设计成功 的合金有超塑性钛合金ＳＰ７００、具有较高切削加工性能的ＤＡＴ５２Ｆ合金及具有优异冷加工性能的Ｄ 等。ＳＰ７００币Ｎ Ｄ ２１Ｓ获得巨大成功和实际应用。
钛锆铪分会２００８年年会论文集
国外钛合金研究的现状
赵永庆
（西北有色金属研究院
西安７１
００１
６）
摘要：钛及钛合金因具有优异的综合力学性能，在航空、航天、船舶、石油、化工、兵器、 电子等行业得到高度重视和广泛应用。１５年前国外在新合金研制方面高度重视，近几年国外更重 视合金性能改性和挖潜。国内从钛合金研发开始一直重视新型钛合金研制，１０年前重点是仿制， 之后是即创新又仿制，目前以创新研制为主。本报告介绍近１０年国外、国内钛合金研究的发展现 状和趋势。