第29卷第3期 2010年3月
特药专栏
中国材料进展 MATERIALSCHINA
Vol.29
No.3 Mar.2010
TiAl基金属间化合物的研究现状与发展趋势
周廉1，2
李金山，张铁邦，常辉，寇宏超，周
（1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072）
（2.西北有色金属研究院，陕西西安710016）
摘要：系统地总结了TiAI基金属间化合物结构材料的研究现状、存在的间题以及在航空航天等领域的应用情况。对TiAI 基金属间化合物的组织控制与性能研究、冶金熔炼、成形加工等进行了归绩，结合TiAI基金属间化合物材料与应用研究取得
的新进展，预测了TiAI基金属间化合物轻质结构材料在今后一段时期的发展趋势。关键调：TiAI；金属间化合物；冶金；超塑性；研究进展；发展趋势
中图分类号：TC146.2
文献标识码：A
文章编号：16743962(2010)03000105
RecentAchievements andFutureDirections of
TiAl-Based Intermetallic Compounds
ZHANG Tiebang', CHANG Hui', KOU Hongchao', ZHOU Lian'.2
LI Jinshan'，2
(1. State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwesterm Polytechnical University, Xi'an 710072, China)
(2. Northwest Institute for Nonferrous Metal Research, Xi'an 710016, China)
Abstract: The recent achievements, main problems and applications of TiAl-based intermetallic compounds are re-viewed in this paper. The mechanical properties, metallurgy and deforming technology of TiAl-based alloys are systemic summarized. Combine the up to date fruits, the possible near future developing directions of light-weight TiAl-based in-termetallic compounds for high temperature structural applications are forecasted.
Key wOrds : TiAl; intermetallic compounds; metallurgy; superplastie; recent achievements; future directions
1前言
金属间化合物由于其原子的长程有序排列和原子间金属键与共价键的共存性，使其可能同时兼顾金属的型性和陶瓷的高温强度，TiAI基金属间化合物因其优异的高温力学性能与低的密度而在航空航天等方面受到高度重视。TiAI基金属间化合物的弹性模量、抗端变性能等均比钛合金好得多，与Ni基高温合金相当，但密度还不到Ni基合金的1/2，使用温度可望达到900℃以上，室温模量可达176GPa，且随温度升高而缓慢下降，可以填补高温钛合金和Ni基高温合金的使用空白，有望用于喷气发动机和涡轮等航空航天、汽车工业的耐高温部件以及超高速飞行器的翼、壳体等，被认为是最有应用潜力的新一代轻质耐高温结构材料"-4)。GE公司近期宣布，用于波音787和747-8民航客机的GENX发动机低压涡
收稿日期：20091130
通信作者：李金山，男，1966年生，博士，博士生导师
轮后两级叶片将采用TA1基金属间化合物，减轻发动机重量约200kg，这是该体系合金作为结构材料首次在航空工业领域批量应用，对航空发动机的减重意义重大，推动了全球TiAI基金属间化合物的研究热潮(5)。
TiAI基金属间化合物所独有的轻质高强等特性，使其作为新型航空航天用高温结构材料受到研究者的重视。但是，由于其具有明显的室温脆性，拉伸过程中延伸率不足1%即会断裂，并且在热加工过程中晶粒会急剧长大，导致进一步瞻化，可加工性很差，而使其应用遇到围难。目前TAI基金属间化合物应用存在的主要间题：①性能对成分高度敏感，加工温区太窄；②中低温强度低，而且依靠加工硬化来提高强度几乎不可能； ③无Cr的TiA1基金属间化合物在500~900℃的耐腐蚀性能差；元素熔点差异大，熔铸高质量合金锭比较围难并且成本很高6]。
具有本征脆性的TiAI基金属闻化合物能否作为高温结构材料应用，其强韧化改性和相关物化性能的研究是基础，先进的成形加工技术是关键，冶金熔炼技术是