盧正冠，徐磊，吳杰，楊銳

Ti2AlNb合金工程成形技術(shù)

盧正冠，徐磊，吳杰，楊銳

（中國(guó)科學(xué)院 金屬研究所，沈陽 110016）

Ti2AlNb是一種具有低密度、較好強(qiáng)塑性匹配（23～650 ℃）和高溫疲勞性能優(yōu)異的航空航天材料，近30年來受到了廣泛關(guān)注，尤其是國(guó)內(nèi)研究人員圍繞Ti2AlNb合金的工程化研究開展了大量工作。受限于Ti2AlNb金屬間化合物的本征脆性和缺口敏感性，目前仍難找到穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟(jì)的Ti2AlNb復(fù)雜構(gòu)件成形技術(shù)。接近工程化應(yīng)用的成形技術(shù)主要包括熱變形和粉末熱等靜壓成形，面向工程應(yīng)用的成形技術(shù)難題在于如何改善Ti2AlNb合金的均勻性。

Ti2AlNb；缺口敏感性；疲勞性能；粉末冶金

推重比是衡量先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要參數(shù)，隨著鈦合金的工程化研究逐步成熟和航空事業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多的鈦合金材料成功應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)，滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)的減重需求[1]。傳統(tǒng)鈦合金的服役溫度一般不超過550 ℃，為了進(jìn)一步提高使用溫度，Ti?Al系金屬間化合物成為近年來的研究熱點(diǎn)，Ti?Al系合金在600～900 ℃具有良好的綜合性能[2-3]。但合金化元素如Al、Nb的添加，給金屬間化合物的熔煉和部件成形增加了難度，元素偏析易造成性能波動(dòng)或裂紋萌生。Ti2AlNb合金是Ti?Al系合金中的一種，是向Ti3Al合金中添加了Nb元素，常見化學(xué)成分為Ti?（22～27）Al?（24～27Nb），Nb的大量添加形成了一種新的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)O相（Orthorhombic phase），Nb元素的添加增加了材料成本[4-5]。在Ti2AlNb合金中有α2、O和B2等3種相。其中，α2相是密排六方結(jié)構(gòu)，是一種脆性相；B2相是是一種滑移系較多的塑性相，在高溫下會(huì)發(fā)生B2?β相的有序無序轉(zhuǎn)變；O相由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介于α2和B2相之間，具有良好的強(qiáng)度和塑性匹配。

Ti2AlNb合金具有良好的高溫（650～750 ℃）力學(xué)性能，密度較低，有望替代高溫合金實(shí)現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)件的減重。因此，瞄準(zhǔn)實(shí)際應(yīng)用、解決成形工程難題一直是研究Ti2AlNb合金的重點(diǎn)。以Ti2AlNb為名義原子占比的O相被發(fā)現(xiàn)和標(biāo)定后[6]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了關(guān)于O相的形成機(jī)理研究，O相可以通過B2（β）或α2以多種相變方式形成[7-8]，目前已基本掌握了相變的溫度范圍。近30年來，針對(duì)Ti2AlNb合金的Al、Nb主元素和V、Mo、Fe等微量元素開展了研究工作，基本制訂了面向工程應(yīng)用的成分范圍[9]。此外，研究所和高校開展了Ti2AlNb合金典型組織與力學(xué)性能影響關(guān)系研究，Ti2AlNb合金的典型組織主要包括等軸、片層和多態(tài)組織等[10]。

掌握Ti2AlNb合金的相變規(guī)律，為開展合金的工程成形技術(shù)研究奠定了良好基礎(chǔ)，但由于Ti2AlNb鑄錠制備過程易產(chǎn)生成分偏析、疏松等缺陷[11]，高品質(zhì)Ti2AlNb鑄錠的制備難度大、材料利用率低，鑄錠的微小缺陷會(huì)增加后續(xù)變形、機(jī)械加工和制粉難度，提高材料成本。因此，接近工程化應(yīng)用的Ti2AlNb成形技術(shù)必須考慮三相合金在加工過程中的復(fù)雜相變對(duì)性能的影響，應(yīng)利用理論預(yù)測(cè)和試驗(yàn)分析等手段指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，以提高Ti2AlNb合金零件的成功率，避免鑄錠缺陷引起的開裂失效。

如圖1所示，Ti2AlNb的相轉(zhuǎn)變區(qū)間約為B2> 1 060 ℃>B2+α2>990 ℃>B2+α2+O>830 ℃>B2+O。Ti2AlNb變形合金（Wrought alloy）主要采用近β鍛造工藝制備，熱變形溫度一般不低于1 000 ℃，考慮溫降和Ti2AlNb的變形抗力，單道次變形量不宜過大，變形合金的熱加工（Deforming）火次多；Ti2AlNb粉末冶金熱等靜壓合金（Powder metallurgy hot isostatic pressing，PM–HIP alloy）是以Ti2AlNb預(yù)合金粉末為原材料，粉末經(jīng)過2次液固相變，通過熱等靜壓致密化，熱等靜壓溫度一般在α2+B2兩相區(qū)。該2種Ti2AlNb成形技術(shù)已獲得工程化應(yīng)用，共同點(diǎn)是通過熱、力作用調(diào)整組織，避免單相區(qū)保溫造成晶粒長(zhǎng)大。3D打印技術(shù)的熱源與焊接技術(shù)相似，Ti2AlNb合金需再經(jīng)歷一次熔煉（Melting）后成形，液固相變易造成熱影響區(qū)的元素偏析，降低材料塑性。因此，Ti2AlNb合金的增材制造和焊接難度較大。

1 Ti2AlNb合金熱變形工藝

由于Ti2AlNb合金的室溫變形抗力大，冷變形幾乎無法實(shí)現(xiàn)，采用高溫?zé)嶙冃问怯翔T錠孔隙的重要手段，常采用高于1 060 ℃的單相區(qū)保溫溫度進(jìn)行Ti2AlNb合金的開坯或初軋。此外，熱等靜壓是以惰性氣體作為介質(zhì)向構(gòu)件施加近似各向同性的壓力[12]，通過高溫高壓環(huán)境也可以起到愈合鑄錠缺陷的效果。改善鑄錠變形性能是Ti2AlNb板材、棒材或環(huán)件成形前的必要步驟。

圖1 Ti2AlNb合金的制備流程

Ti2AlNb鑄錠經(jīng)開坯或熱等靜壓愈合缺陷后，可以開展后續(xù)熱變形。設(shè)備能力也是Ti2AlNb熱變形加工的一個(gè)難題，Ti2AlNb合金密度低、變形抗力大，即便是制備尺寸較小的Ti2AlNb鍛件，仍然需要使用較大噸位的設(shè)備，且變形過程的溫降極易引起合金開裂[13]?，F(xiàn)有的鈦合金或高溫合金加工設(shè)備難以直接滿足Ti2AlNb合金的變形工藝要求，鍛件與設(shè)備工裝等尺寸的不匹配增加了熱變形難度。

為了找到適合于Ti2AlNb工程應(yīng)用的熱變形制度，常見方法是采用等溫壓縮試驗(yàn)和Prasad[14-15]提出的動(dòng)態(tài)材料模型（Dynamic materials model，DMM）研究熱變形特點(diǎn)，揭示合金的變形機(jī)理，并嘗試建立合理的熱加工窗口。圖2給出了采用熱變形工藝制備的Ti2AlNb產(chǎn)品，該產(chǎn)品是鋼鐵研究總院采用鍛造和軋制工藝制備的，采用熱模擬壓縮試驗(yàn)的方法初步制定了Ti2AlNb合金的熱變形參數(shù)[16-18]，Ti2AlNb鑄錠在B2相單相區(qū)開坯鍛造，然后在α2+B2兩相區(qū)變形，制備出的Ti2AlNb變形合金具有良好的高溫性能，成型的板材、環(huán)件、鈑金件等部分進(jìn)入工程應(yīng)用階段。西南交通大學(xué)[19]開發(fā)了一種“熱處理+熱機(jī)械加工”工藝，即先通過熱處理獲得細(xì)小均勻的O+B2顯微組織，再進(jìn)行熱機(jī)械加工。實(shí)驗(yàn)表明，在這種工藝下可以得到等軸的α2/O相及細(xì)O相板條的雙態(tài)組織。北京航星機(jī)器制造公司[20]以Ti2AlNb合金冷軋薄板為研究對(duì)象，進(jìn)行了冷、熱成形與和熱處理實(shí)驗(yàn)研究，在不低于850 ℃條件下，實(shí)現(xiàn)了帶翻邊焊接筒體件的熱成形，在900 ℃、2 h、空冷（Air cooling，AC）的條件下，實(shí)現(xiàn)了Ti2AlNb 合金的筒形件熱校形（見圖2d—e）。上海同濟(jì)大學(xué)[21-23]采用等溫鍛造工藝制備Ti2AlNb合金，Ti2AlNb鑄錠經(jīng)過熱處理后優(yōu)化成分分布和消除缺陷，通過包套開坯鍛造可以顯著改善合金的組織和變形性能，后續(xù)的鍛造變形溫度可以適當(dāng)下潛防止晶粒長(zhǎng)大，并成功試制出Ti2AlNb板材。哈爾濱工業(yè)大學(xué)[24]設(shè)計(jì)并實(shí)施了采用焊接Ti?22Al?24Nb?0.5Mo合金厚管坯件的多道熱力旋壓工藝，成功形成無裂紋的Ti2AlNb合金薄壁管狀零件（見圖2g）。中科院金屬所[25-26]較早地發(fā)展了Ti2AlNb合金的熱機(jī)械變形工藝，已經(jīng)成功試制出厚度僅為1.5 mm的Ti2AlNb箔材及鍛件產(chǎn)品（見圖2b）。

圖2 熱變形工藝制備的Ti2AlNb產(chǎn)品

由于Ti2AlNb合金的變形抗力大、熱響應(yīng)敏感，部分研究工作也圍繞Ti2AlNb合金的超塑性成形展開[27]，通過有限元法進(jìn)行模擬，分析變形過程中的應(yīng)力分布、尺寸變化等。在960～980 ℃溫度附近、10–4～10–5s–1應(yīng)變速率范圍，Ti2AlNb合金板材的伸長(zhǎng)率可以超過100%。哈爾濱工業(yè)大學(xué)[28]采用有限元方法模擬了Ti2AlNb合金材料的超塑性成形過程，通過超塑性成形和擴(kuò)散連接組合工藝方式，成形了外觀質(zhì)量良好的中空4層結(jié)構(gòu)的Ti?22Al?27Nb 合金零件（見圖2f），利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了Ti2AlNb合金的組織與性能預(yù)測(cè)[29]，并通過有限元方法根據(jù)高溫統(tǒng)一黏塑性本構(gòu)模型探究了材料的熱變形全過程。合肥工業(yè)大學(xué)[30]使用MSC.MARC軟件，利用冪律模型分析了950 ℃下Ti2AlNb板材的超塑性自由脹形過程（見圖2a）。超塑性成形是一種等溫變形，對(duì)合金的保溫措施和設(shè)備加工能力提出了很高要求，Ti2AlNb等溫變形的成本較高。

Ti2AlNb鑄錠在開坯變形后，常在B2+α2保溫后進(jìn)行精鍛、軋制等，但B2相在低于單相區(qū)溫度區(qū)間內(nèi)的熱變形過程中再結(jié)晶困難，在Ti2AlNb合金中容易形成織構(gòu)或厚的α2相晶界，從而降低了材料的可加工性，這造成Ti2AlNb在工程變形過程中的單道次變形量較低，熱變形后需進(jìn)行修磨。目前，基本掌握了Ti2AlNb合金的熱變形制度，為了更好地開展工程成形工作，需要進(jìn)一步改進(jìn)加工過程的保溫措施，提升每火次的變形量，控制Ti2AlNb合金熱加工過程的組織，避免因熱力影響降低材料性能，造成變形開裂。

2 Ti2AlNb合金粉末冶金成形

Ti2AlNb合金粉末冶金成形技術(shù)是以金屬粉末為原材料，由于鈦的高反應(yīng)活性，粉末必須具有很高的潔凈度[31]。Ti2AlNb粉末的制備過程與一般鈦合金近似，粉末需要經(jīng)歷一次液固相變，可能造成雜質(zhì)元素增加，尤其是氧含量的變化，因此，需要選擇潔凈的制粉工藝開展Ti2AlNb合金粉末的制備[32]。目前，國(guó)際上比較流行的制粉工藝是等離子旋轉(zhuǎn)電極法（Plasma rotating electrode process, PREP）和無坩堝感應(yīng)熔煉超聲氣體霧化法（Electrode induction melting gas atomization, EIGA）[33]。這2種方法均屬于預(yù)合金粉末（Pre-alloyed powder）制備方法，制粉過程潔凈，可以有效地降低合金元素?fù)p耗。以表面光潔、成分均勻的Ti2AlNb噴粉電極為原材料，可以制備出球形度好、粒度分布均勻的Ti2AlNb粉末。

粉末冶金成形技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是具有較高的粉末材料利用率，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一體成形，以解決復(fù)雜尺寸難加工的問題，或通過減少機(jī)加量提高零件的批產(chǎn)效率。Ti2AlNb合金的粉末冶金成形技術(shù)主要包括熱等靜壓和增材制造。粉末熱等靜壓（PM–HIP）技術(shù)或稱粉末近凈成形（Powder metallurgy near net shaping，PM–NNS）技術(shù)，是利用模具（包套）作為媒介，將粉末填充在模具內(nèi)，粉末和模具在熱等靜壓爐中協(xié)同收縮變形，粉末致密化的過程不產(chǎn)生液相[34]。粉末熱等靜壓技術(shù)與精密鑄造技術(shù)的模具設(shè)計(jì)原理近似，由于粉末的粒徑較小，PM-HIP技術(shù)能夠制備出成分均勻的Ti2AlNb合金，消除了變形合金的宏觀成分偏析和性能散差大等問題[35]。

粉末熱等靜壓技術(shù)適合于制備具有內(nèi)部型腔、氣體通道和機(jī)加工量大的發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜零件，零件的成形尺寸和熱等靜壓成本受限于熱等靜壓爐的尺寸和裝爐方式[36]。圖3給出了采用該工藝制備出的Ti2AlNb合金復(fù)雜構(gòu)件，成功制備出直徑超過900 mm的Ti2AlNb環(huán)坯，部分零件已在航天領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。該技術(shù)的最大難點(diǎn)是粉末的收縮變形大，包套易在高溫高壓下發(fā)生泄漏，精確尺寸控制難度大。

圖3 Ti2AlNb粉末熱等靜壓成形零件

Ti2AlNb合金的增材制造技術(shù)發(fā)展時(shí)間最短，一般選擇0～53 μm的細(xì)粉，利用電子束融化、激光選區(qū)打印和等離子放電燒結(jié)等制造技術(shù)。彼得斯堡理工大學(xué)[37]以Ti、Al、Nb粉末作為Ti–22Al–25Nb的初始粉末，使用SLM 280HL機(jī)器進(jìn)行激光選區(qū)熔化，然后在1 050 ℃、100 MPa、3 h的制度下進(jìn)行熱等靜壓，在1 350 ℃、2 h、爐冷的制度下熱處理，制備完全致密的Ti2AlNb基合金。目前，Ti2AlNb的增材制造技術(shù)仍需要開展大量的工藝探索，還缺乏足夠的性能測(cè)試結(jié)果。

不同樣品狀態(tài)Ti2AlNb合金的拉伸性能見表1，變形合金與粉末冶金合金在室溫下的拉伸性能沒有明顯區(qū)別，變形合金650 ℃的拉伸強(qiáng)度高于粉末合金。隨著鍛造工藝和粉末冶金制備工藝的變化，不同狀態(tài)的拉伸性能存在明顯差異，進(jìn)一步說明了Ti2AlNb合金的性能受熱力響應(yīng)敏感。在進(jìn)行力學(xué)性能統(tǒng)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，同一狀態(tài)的Ti2AlNb合金樣品存在性能波動(dòng)，熱處理能夠有效地調(diào)整強(qiáng)度和塑性匹配。

表1 Ti2AlNb合金的典型拉伸性能

Tab.1 Typical tensile properties of Ti2AlNb alloy

3 Ti2AlNb合金粉末制坯和環(huán)軋

Ti2AlNb成形零件的尺寸越大、形狀越復(fù)雜，材料本身難變形、難加工的特點(diǎn)越突出。以先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)用Ti2AlNb燃燒室機(jī)匣（≥800 mm）為例，傳統(tǒng)的熱變形技術(shù)存在鍛造火次多、失效風(fēng)險(xiǎn)大的難點(diǎn)，粉末近凈成形技術(shù)的精確尺寸控制難度大?；谶@一背景，中科院金屬所[42]提出了一種粉末冶金制坯和環(huán)軋變形的新工藝制備Ti2AlNb機(jī)匣，開展了大量理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證工作。粉末冶金Ti2AlNb合金具有與變形合金相似的變形特點(diǎn)，變形抗力、熱激活能等參數(shù)接近，粉末合金可以承受更低的溫度和更高的應(yīng)變速率條件而不開裂。采用合理的保溫措施和改進(jìn)環(huán)軋參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)Ti2AlNb燃燒室機(jī)匣異形截面毛坯的軋制成形，軋制可以改善粉末坯料的力學(xué)性能。

針對(duì)機(jī)匣的應(yīng)用背景，開展了Ti2AlNb疲勞極限的研究工作。疲勞性能是考查Ti2AlNb合金零件長(zhǎng)時(shí)應(yīng)用的重要力學(xué)性能。從燃燒室機(jī)匣毛坯的本體取樣，采用QBWP–10000型旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，Ti2AlNb疲勞樣品的尺寸和檢測(cè)方法參考GB/T 4337—1984進(jìn)行，樣品表面是機(jī)械加工態(tài)。采用正弦波加載，試驗(yàn)加載頻率83.3 Hz，測(cè)試采用懸臂梁方式，通過升降法測(cè)試了Ti2AlNb異形環(huán)在熱處理前后的疲勞極限。固溶熱處理為980 ℃、2 h、AC，時(shí)效熱處理為830 ℃、24 h、AC，環(huán)軋樣品的疲勞極限為520 MPa，熱處理態(tài)樣品的疲勞極限為500 MPa。

幾種疲勞測(cè)試條件下的斷口如圖4所示，通過斷口形貌和疲勞測(cè)試結(jié)果的比對(duì)，可以更好地分析Ti2AlNb合金疲勞結(jié)果的特點(diǎn)。在圖4a—b中，測(cè)試條件的應(yīng)力超過疲勞極限較多，疲勞斷口處沒有觀察到明顯的裂紋源，而是在沿著試樣邊緣處存在明顯的解理平面；如圖4c—d所示，是在疲勞強(qiáng)度的測(cè)試條件下疲勞壽命出現(xiàn)較大波動(dòng)的樣品斷口，裂紋源均在樣品表面，斷口的裂紋形狀呈扇形，說明裂紋是從Ti2AlNb疲勞樣品的表面萌生逐步擴(kuò)展到內(nèi)部，這與Ti2AlNb合金的缺口敏感性有重要關(guān)系。

圖4 Ti2AlNb異形環(huán)件室溫疲勞斷口

如圖5所示，給出了2種典型測(cè)試條件下的斷口。圖5a—b是強(qiáng)度測(cè)試條件超過疲勞極限40 Mpa的斷裂形貌，裂紋源在接近合金表面的基體上，放大后觀察沒有孔隙或原始顆粒存在，說明斷裂機(jī)理不是缺陷控制，斷口形貌是一種典型的塑性形貌，存在大量的韌窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；圖5c—d是熱處理態(tài)樣品在疲勞極限強(qiáng)度以下的斷裂形貌，裂紋源在靠近表面的基體上，放大后觀察也是一種典型的網(wǎng)狀形貌。Ti2AlNb合金的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限主要與材料的強(qiáng)度成正比，Ti2AlNb的缺口敏感是降低疲勞壽命的主要原因。

4 Ti2AlNb合金的焊接

焊接作為一種關(guān)鍵構(gòu)件的制造和連接方法，在保證結(jié)構(gòu)整體化的同時(shí)能減輕構(gòu)件質(zhì)量。通過開展Ti2AlNb合金的焊接工藝和焊料等研究，能夠推進(jìn)Ti2AlNb的工程應(yīng)用[43]?；赥i2AlNb合金高強(qiáng)度低韌性的特點(diǎn)，目前多家單位嘗試不同的的焊接方法，包括電子束焊接（Electron Beam Welding, EBW）、激光束焊接（Laser Beam Welding，LBW）、釬焊（Braze Welding，BW）和擴(kuò)散焊接（Diffusion Welding，DW）等。

EBW焊接適合連接鈦合金，是由于它具有干凈的真空室和高能量密度，熱影響區(qū)小、殘余應(yīng)力低。EBW焊接后的焊縫位置鈮含量高，熔合區(qū)基本由不穩(wěn)定的B2相組成。因此，為了優(yōu)化微觀結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行焊后熱處理來提高焊縫機(jī)械性能。清華大學(xué)[44]利用電子束焊接方法對(duì)圓形接頭進(jìn)行熱處理，研究了Ti2AlNb合金熱裂紋的特點(diǎn)和形成機(jī)理，還通過有限元方法估算電子束焊接Ti2AlNb合金的殘余應(yīng)力。中科院金屬所[45]采用電子束焊接了粉末Ti2AlNb合金的環(huán)坯和板坯，熱影響區(qū)較窄，平均寬度約為1 mm，焊后熱處理可以減少孔隙缺陷，焊態(tài)接頭的強(qiáng)度保持率超過90%，但殘余的焊接孔隙會(huì)惡化材料性能。激光焊接也是高能量密度的焊接方式，通常以粉末或焊絲作為焊接耗材。東北大學(xué)[46]以Ti、Al、Nb和NbC粉末為原料，利用激光填粉焊接方法，在Ti–6Al–4V合金板上制備了TiC增強(qiáng)Ti2AlNb基涂層。

圖5 Ti2AlNb異形環(huán)件的650 ℃疲勞斷口

釬焊可用于不同尺寸和形狀的接頭，操作方便，但釬料需要根據(jù)焊接對(duì)象材質(zhì)進(jìn)行選擇。西北工業(yè)大學(xué)[47]將Ti6Al4V和Ti2AlNb合金，分別用TiZrCuNi、TiZrCuNi與Ti或Zr粉混合填充進(jìn)行釬焊，研究了Ti–Zr–Cu–Ni釬焊接頭的顯微組織演變、反應(yīng)相的生成和生長(zhǎng)機(jī)制及力學(xué)性能。天津大學(xué)[48]填充惰性金屬Ag–Cu–Zn使得C/C復(fù)合材料與Ti2AlNb合金連接為釬焊接頭，Ti、Al、Nb等元素從基體向焊縫的溶解擴(kuò)散，影響焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。

Ti2AlNb合金在焊接后的性能衰退與液固相變后的元素偏析有關(guān)，因此采用擴(kuò)散焊接可能是一個(gè)良好的解決途徑，擴(kuò)散焊可以在相對(duì)較低的溫度下實(shí)現(xiàn)金屬的連接。北京航空材料研究所[49]利用Cu/Ti復(fù)合中間層將Ti2AlNb合金與GH536合金進(jìn)行了擴(kuò)散連接。西北工業(yè)大學(xué)[50]使用真空擴(kuò)散鍵合機(jī)，將高鈮TiAl合金和Ti2AlNb合金在930～1 000 ℃、60～120 min、15～25 MPa的條件下進(jìn)行連接，并在1 000 ℃下對(duì)連接接頭進(jìn)行焊后熱處理。Ti2AlNb合金在焊接后，極易在焊縫位置形成焊接孔隙，接頭的強(qiáng)度需要進(jìn)一步開展焊接參數(shù)優(yōu)化的研究工作。

5 結(jié)語

Ti2AlNb是一種具有O、B2和α2等3相的金屬陶瓷，面向工程應(yīng)用的成形技術(shù)難題在于如何改善Ti2AlNb合金的均勻性，避免Ti2AlNb構(gòu)件在制備和加工中因材料的缺口敏感性而失效。提高Ti2AlNb大尺寸鑄錠的熔煉技術(shù)，改善熱機(jī)械變形工藝和工裝設(shè)計(jì)，掌握適合于Ti2AlNb粉末熱等靜壓技術(shù)的組織演化規(guī)律，結(jié)合仿真計(jì)算提高Ti2AlNb零件的研制成功率，解決Ti2AlNb合金的焊接難題，是未來Ti2AlNb工程成形技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

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Engineering Forming Technology for Ti2AlNb Alloy

LU Zheng-guan,XU Lei,WU Jie,YANG Rui

(Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)

Ti2AlNb is an aerospace material with low density, good strength-ductility matching (23-650 ℃) and high temperature fatigue properties. In the past three decades, it has received extensive attention, especially in China, and a lot of work has been done on the engineering research of Ti2AlNb alloys. Due to the intrinsic brittleness and notch sensitivity of Ti2AlNb intermetallic compound, it is still difficult to find a stable, efficient and economical forming technology for Ti2AlNb complex components. The forming technologies close to engineering applications mainly include thermal deformation and powder hot isostaric pressing.The most critical challengein Ti2AlNb engineering application is the improvement of homogeneity.

Ti2AlNb; notch sensitivity;fatigue properties; powder metallurgy

10.3969/j.issn.1674-6457.2022.11.006

TG146.2+3

A

1674-6457(2022)11-0055-09

2022–09–30

中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃（YSBR–025）

盧正冠（1990—），男，博士，助理研究員，主要研究方向?yàn)榉勰┮苯鸪尚巍?/p>

楊銳（1965—），男，博士，研究員，主要研究方向?yàn)檩p質(zhì)高強(qiáng)合金。