Qu'est-ce qu'un alliage de titane haute température ?
Haute températurealliage de titane, également connu sous le nom d'alliage de titane résistant à la chaleur, peut fonctionner à haute température pendant une longue période. Il présente une résistance élevée à l'endurance, une bonne résistance au fluage et une stabilité thermique à la température de service. Il présente une bonne résistance à la fatigue à température ambiante et à haute température, ainsi qu'une bonne plasticité à température ambiante.
Alliages de titane avec différentes températures de service
En 1954, les États-Unis ont développé l'alliage Ti-6AI-4V, le premier alliage de titane à haute température avec des caractéristiques de phase +, qui peut être utilisé à 300 ~ 350 degrés et a été utilisé dans les engins spatiaux. comme le vaisseau spatial Apollo, le missile Atlas et le satellite Ranger. Cependant, l'alliage Ti-6AI-4V présente des inconvénients tels qu'une mauvaise résistance à la chaleur, une trempabilité insatisfaisante, de mauvaises performances de travail à froid et un processus de préparation complexe. Les alliages proches du titane présentent à la fois l’excellente résistance au fluage des alliages et la haute résistance des alliages +. Un certain nombre d'alliages de titane à haute température renforcés par une solution solide ont été développés en ajoutant une variété d'éléments d'alliage à des quasi-alliages. Ajout d'éléments tels que A1, Sn et Zr pour augmenter la température de recristallisation des alliages de titane, et ajout d'éléments tels que Mo, W, Nb, Fe et Cr pour augmenter la résistance à haute température des alliages de titane. La résistance à haute température des alliages de titane est considérablement améliorée grâce à la formation de phases multiphasées et composées, et la température de fonctionnement maximale est augmentée de 350 degrés à 600 degrés. Le tableau 3-15 montre les alliages de titane typiques avec différentes températures de service.
Tableau 3-15
La figure 3-56 montre les pièces en alliage de titane utilisées dans les moteurs au Royaume-Uni et dans mon pays. Les pièces du compresseur du moteur Rolls-Royce 593 sont presque toutes en titane. Comme le montre la figure 3-56 (a), les disques basse pression et haute pression sont en alliage IMI550. mon pays utilise également une variété d'alliages de titane dans les moteurs à réaction. Comme le montre la figure 3-56 (b), le rotor du compresseur haute pression est en alliage TC11.
Figure 3-56 Pièces en alliage de titane pour moteurs
Ces dernières années, la plupart des alliages de titane à haute température de 600 degrés qui ont été utilisés ou sont en cours de développement dans divers pays sont développés à partir d'alliages Ti-AI-Sn-Zr-Mo-Si, qui sont presque de type haute température. alliages de titane à haute température. Des éléments tels que Sn, Zr, Mo et Si sont ajoutés à l'alliage de titane pour faire jouer pleinement l'effet de renforcement de la solution solide de A|. Le tableau 3-16 répertorie la composition nominale et les propriétés des alliages de titane haute température typiques pouvant résister à des températures de 600 degrés et plus.
Nuances d'alliages de titane haute température dans divers pays Listes du tableau 3-16
On peut voir que les alliages de titane à haute température pouvant résister à 600 degrés contiennent tous une certaine quantité d'éléments fortement stabilisants A1, des éléments neutres Sn et Zr et une petite quantité (<4%) of B-stabilizing elements. Al is the most important alloying element in high-temperature titanium alloys. However, in order to prevent the precipitation of Ti;AI (α2) phase and make the alloy embrittled, the aluminum equivalent is usually controlled below 8%. The addition of Sn and Zr can improve the creep resistance of Ti-Al alloys without reducing the plasticity. A small amount of α-stabilizing elements can slow down the formation of α, phase and improve the process plasticity of the alloy. Among them, Mo is the most commonly used B-stabilizing element in high-temperature titanium alloys. After adding a small amount of Mo (<1%), the alloy has good high-temperature creep performance and thermal stability. Mo can also strengthen the B phase in high-temperature titanium alloys. Si is one of the important elements to improve the thermal strength of titanium alloys. High-temperature titanium alloys usually contain 0.1%~0.5% Si, which can greatly improve the high-temperature creep resistance of the alloy.
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