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汽车发动机部件用钛铝金属间化合物的制备及应用

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２０１４年６月　四川有色金属　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ　

文章编号：１００６—４０７９（２０１４）０２—００６１—０５　

汽车发动机部件用钛铝金属间化合物的制备及应用　

陈刚，江义军　

（成都市长江冶金制造有限公司，四川成都　６１０１００）　

摘要：轻量化、高速、安全、低能耗是现代汽车工业发展的趋势。将高性能轻质ＴｉＡ１金属间化　合物应用于汽车发动机中，充分发挥该合金独特的优异性能；可以明显起到提高寿命、减重、节　能减排的作用。本文综述了汽车发动机关键零部件用钛铝合金的制备技术，重点阐述了汽车发　动机关键零部件用钛铝基合金的制备研究现状，指出了汽车发动机关键零部件用钛铝合金的制备　

技术的发展趋势，以期为制备高性能轻质ＴｉＡ１金属间化合物合金，实现在汽车发动机关键零部　件的钢铁替代提供实践参考。　关键词：汽车发动机；钛铝合金；金属间化合物；制备技术　

中图分类号：ＴＧ１４６－２　文献标志码：Ａ　

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＴｉＡｌ　Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　Ａｌｌｏｙｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｋｅｙ　Ｐａｒｔｓ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅ　

ＣＨＥＮ　Ｇａｎｇ，ＪＩＡＮＧ　Ｙｉｊｕｎ　（Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｃｈａｎｇｆｉａｎｇ　Ｐｏｗｄｅｒ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１０１００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ，ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ，ｓａｆｅｔｙ，ｌｏｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｍｏｄｅｒｎ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ＴｉＡ１　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　ａｌｌｏｙｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｅｎｇｉｎｅｓ，ｉｎｓｔｅａｄ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｃａｎ　ｐｌａｙ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｌｉｆｅ　ｓｐａｎ，ｌｏｓｅ　ｗｅｉｇｈｔ，ｃｏｎｓｅｒｖｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＴｉＡ１　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　ａｌｌｏｙｓ　ｆｏｒ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ＴｉＡ１　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　ａｌｌｏｙｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｓｐａｒｅ　ｐａｎｓ，ｔｈｅ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ＴｉＡ１　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　ａｌｌｏｙｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｗｅｒｅ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ＴｉＡ１　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　ａｌｌｏｙｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｅｎｇｉｎｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｅｎｇｉｎｅ；ＴｉＡ１　ａｌｌｏｙｓ；ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；ｐｒｅｐａｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　

目前，汽车轻量化优化设计潜力的挖掘已近极　

限，材料轻量化成为实现汽车轻量化的主要途径【１】。　

近年来发展起来的ＴｉＡ１金属间化合物具有低密度、　

高模量、高的高温强度（７００—９００￣）、良好的阻燃能力　

以及优异的抗氧化性能和抗蠕变性能等特点，被视　为是一种具有广阔应用前景的新型轻质耐高温结构　

材料。而且，ＴｉＡ１金属间化合物中的Ａｌ的成分可达　

到５０％左右，重量为钢铁材料的１／３左右，制造成本　

接近甚至低于钢铁材料的成本。因此ＴｉＡ１金属间化合　物代替传统钢铁材料的汽车发动机零部件，已成为　

国内外研究热点。　

目前，日本京都大学和川崎重工株式会社开发　

的Ｔｉ＿４７Ａｌ—Ｆｅ—Ｂ合金整体精铸发动机就已经替代　

了铸造镍基高温合金制作增压涡轮，减重达到５０％　以上１２］。其中，１３本的大同特殊钢公司已在上世纪末　

也实现了ＴｉＡ１基合金的赛车发动机增压涡轮的实　

用化［３１。而国内相关实例却鲜有报道，为此，本文综述　

了汽车发动机关键零部件用钛铝合金的制备技术，　

作者简介：陈刚（１９６５一），男，博士，主要从事粉末冶金汽车零部件的研制工作。

　・６２・　汽车发动机部件用钛铝金属间化合物的制备及应用　第２期　

重点阐述了汽车发动机关键零部件用钛铝基合金的　

制备研究现状，指出了汽车发动机关键零部件用钛　

铝合金的制备技术的发展趋势，以期为制备高性能　

轻质ＴｉＡ１金属问化合物合金，实现在汽车发动机关　

键零部件的钢铁替代提供实践参考。　

ｌ　钛铝金属间化合物基合金的性能特点　

工程上采用的钛铝金属间化合物基合金，简称　ＴｉＡ１基合金，主要成分为Ｔｉ一（４５－５０）％Ａ１，由大量的　

＿ＴｉＡｌ和少量的ｃｘ２－Ｔｉ３Ａ１组成，再添加如Ｎｂ、Ｃｒ、Ｖ、　

Ｆｅ、Ｍｏ、ＲＥ等以改善其组织和性能而获得的一种兼　

具金属和陶瓷性能特点的金属问化合物合金，具有　优良的高温强度、抗蠕变、抗氧化和阻燃性能，而且　

密度低，弹性模量高。与ｒｒｉ合金比较，除塑性外，ＴｉＡ１　

基合金的各项性能　（见表１）均高于　基合金。此　

外，钛铝合金的膨胀系数（ＣＴＥ　ｖａｌｕｅｓ）可与低膨胀系　

数的镍基合金相当，其易燃性还低于镍基合金同，这　些优点使其成为航空、航天、飞航导弹、汽车用发动　

机等轻质耐热结构件的最具竞争力的材料。实际上　

ＴｉＡ１基合金室也具有室温塑性低，抗氧化性不足及　制造难度偏大等问题，限制了其实用化进程。　

随着汽车工艺的迅猛发展，ＴｉＡ１基合金以其综　合性能指标优于汽车上常用奥氏体耐热钢铸造镍基　

合金传统高温合金，而其韧性又高于普通的陶瓷材　

料（见蓑２）等特点同，受到汽车材料行业的青睐。　

ＴｉＡＩ基合金汽车部件的制备方法有：熔铸技术　

１　ＴｉＡＩ基合金与＿ｒｉ合金、＿ｒｉ　Ａｌ基合金的性能参数　Ｔａｂ．１　ｒｔｉｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆＴｉＡＩ　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ　ｂａｓｅｄ　ａｌｌｏ）ｒｓ，Ｔｉ　ａｌｌｏｙｓ　ａｎｄ　Ｔｉ３ＡＩ　ｂａｓｅｄ　ａｌｌｏｙｓ．　

一ｒ｝　能　基合金　Ｔ　Ａｌ基合金　ＴｉＡｌ基合金　密　・ｃｍ。　４．５－４．６　４．１５—４．７　３．７－４．１　弹　、　／ＧＰａ　９６－１ｌ０　１１０一ｌ４５　１６０—１８０　蠕变极限　６００　７５０　７５０９５０　泓嚏／￣Ｃ　

氧化极限　６００　６５０　８００９５０　度／℃　

濉　性　１０－２５　２一ｌ０　１—５　温塑性　１５—５０　１０—２０／６００ｏＣ　１　０－６０／８７０ｏＣ　９００℃弹悱模量　９０－１ｌ０　１４０　』１ｔｊ　慢Ｊ复／ＭＰａ　４８０－１２００　８００－１　１４０　１０００－１２００　Ｊ　姒　ｊ／ＭＰａ　３８０－１１５０　７００－９００　８００－１０００　（熔模精密铸造、真空离心铸造、悬浮熔铸）、粉末冶　金技术（如粉末模压、粉末挤压烧结等），以及压加技　

术（如挤压、锻造、轧制和板材成型等）。　

２汽车发动机关键零部件用钛铝基合　

金的制备技术　

２．１　常用汽车用ＴｉＡ１合金制备技术　

ＴｉＡ１基合金同ｒｒｉ合金一样，在高温时具有高的　

化学活性，因此一般沿用熔炼Ｔｉ合金的方法进行熔　炼１５１。但相对于熔炼ｒｒｉ合金来说，熔炼ＴｉＡ１基合金又　

具有自身的典型特点，如其合金元素在熔炼过程的　

反应热高，对间隙元素的敏感性高；存在合金元素含　

量高，成分容错度小，各元素物性差别大等特征，且　

其性能对组织敏感性高等问题，这使ＴｉＡ１基合金熔　炼和铸锭变得更加困难。目前已有三种冶金熔炼方　

法被成功地应用于ＴｉＡ１基合金的生产　】：即感应凝壳　

熔炼、真空电弧熔炼和等离子束熔炼。日本、俄罗斯　

等国均有采用以上方法熔炼ＴｉＡ１基合金的方法。日　

本大同特殊钢公司设计制造了水冷铜坩埚感应熔炼　

炉一悬浮熔炼炉，再将悬浮熔炼方法与真空吸铸法　相结合，开发出了ＬＥＶＩＣＡＳＴ技术，可以熔炼出高质　

量的ＴｉＡＩ基合金，用于大规模生产。真空自耗电弧　

熔炼法熔化能力大、熔炼时间短及工艺过程简单，俄　

罗斯ＶＳＭＰＯ公司已经浇注出了直径达到９６０　ｍｍ，　

质量达到１．０～２５吨的铸锭。但这种方法必须用较大　的压力机制备自耗电极，残料利用率低，不能有效去　

除低密度夹杂（ＬＤ１）和高密度夹杂（Ｉ—ＩＤＩ）等。现有应用　

感应凝壳熔炼主要用于制备尺寸为７５—１２５　ｍｍ的　小直径铸锭，真空电弧熔炼和等离子束熔炼方法主　

要用于制备直径尺寸为２００－３５０　ｍｍ的铸锭。采用后　

两种工艺应注意大直径尺寸铸锭温度场不均匀引起　

的热应力造成ＴｉＡ１基合金铸锭开裂罔。但这些方法熔　

炼ＴｉＡ１基合金均有所不足，如所形成的熔池较浅，熔　

体温度难以维持，这对成分精确度和均匀性要求较　

高的ＴｉＡ１基合金构成不利影响。在ＴｉＡ１基合金的制　备工艺中，除了研究零部件的近净形加工工艺，还需　

进一步研究增压器涡轮与合金钢轴的结合方式及发　

动机阀门表面的耐磨处理等相关技术ｔ６１。　

针对加工现状复杂的汽车发动机关键零部件用　第２期　汽车发动机部件用钛铝金属间化合物的制备及应用　・６３・　

表２　ＴｉＡ１基合金与其它汽车用高温材料的力学性能比较　Ｔａｂ．２　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ＴｉＡ１　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ　ｂａｓｅｄ　ａｌｌｏｙｓ　ｗｉｔｈ　ｏｔｈｅｒ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　

性能　ＴｉＡｌ基合金　Ｓｉ３Ｎ４陶瓷　奥氏体耐热钢　高温合金Ｋ４１８　

ＫＩｃ（ＭＰａ、／ｍ）　２０－３０　５．３　７０　

８５（％）　２－６　０　４０－５０　８　

盯ｂ（ＭＰａ）　４９Ｏ一６ｏｏ　４８０－５２０　６０ｏ一６５Ｏ　８７０＿９７０　

比强度（ｘｌ０％ｎｍ）　１２—１５　１４－１８　７－９　１１—１２　

１０００　，１００ｈｒｓ热暴露后比强度（ｘｌ０６ｍｍ）　１１　７　７．５　

９００℃，盯ｂ（ＭＰａ）　４２０－４９０　３００—３５２　１５０－２５０　６４０　

９００ｏＣ比强度（ｘ１０－６ｍｍ）　ｌ１—１３　１０—１２　２－３　８　

９００℃，８５（％）　１５　０＿２　３５－４０　

钛铝合金的制备而言，因其室温延展性和高温热加　

工性较差，常采用熔模精密铸造工艺一次性铸成形　

状复杂、壁薄的零部件，且采用该工艺加工的工件的　精度准确、表面粗糙度低，大幅度提高了ＴｉＡ１合金　

的利用率　。目前，发达国家车用发动机部件使用　

ＴｉＡＩ合金的研究已取得实用化成功。另外，在发动机　

用钛铝基合金的制备方面，美国ＧＥ公司，德国ＧＫＳＳ　

研究所、汉堡大学及１３本京都大学、日本川崎重工株　式会社和我国的哈尔滨工业大学等相继成功研制了　

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航空发动机先进焊接材料的研究

航空发动机先进焊接材料的研究

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航空发动机先进焊接材料的研究

作者：杨翠波

来源：《中国新技术新产品》2012年第19期

摘要：从航空发动机焊接技术入手，综述了国外航空发动机所使用的先进焊接新材料。其新材料包括金属间化合物、复合材料、高温钛合金材料、氧化物弥散强化（ODS）合金等；并对国外相关材料的研究情况进行了详细描述。

关键词：航空发动机；焊接技术；焊接新材料

中图分类号：U464.9 文献标识码：A

1概述

焊接技术是航空发动机结构制造的关键技术，也是确保发动机结构完整性不可缺少的手段。目前，国外航空发动机应用的先进焊接技术有摩擦焊、激光焊、电子束焊及钎焊等，其使用的先进材料包括金属间化合物、复合材料、高温钛合金材料和氧化物弥散强化（ODS）合金等。

2新材料焊接技术

2.1金属间化合物的焊接

金属间化合物与常规合金相比具有高熔点、低密度、优异的高温强度、高的导热率，同时具有好的抗氧化、抗腐蚀性能。它是处于高温合金和陶瓷材料之间的一种新型材料，因而成为航空发动机高温部件的理想材料。当前国外四代机开发和应用的重点是钛铝和镍铝两种金属间化合物。钛铝金属间化合物目前正在研制的有二种，一是α2合金（Ti3Al）、一是γ合金（TiAl）。美国GE公司已用α2合金锻造了压气机叶片及F404用的主排气密封片，用γ合金铸造了CF-6第一级涡轮叶片及T-700压气机机匣，这些零件都分别进行了发动机试验。

金属间化合物各种材料的应用比较如图2.1

图2.1 现今及未来应用的材料比较

2.2 复合材料的焊接

2.2.1陶瓷及陶瓷基复合材料的焊接

Si3N4和SiC是两种很有应用前途的高温结构陶瓷材料。钎焊和扩散焊是连接陶瓷及陶瓷与金属最有效的方法，但目前的连接接头的强度及耐热温度跟实用要求相比仍有很大差距。 龙源期刊网

真空熔炼TiAl金属间化合物过程中合金元素的挥发行为

真空熔炼TiAl金属间化合物过程中合金元素的挥发行为

真空熔炼TiAl金属间化合物过程中合金元素的挥发行为

摘要：真空熔炼的目的是防止金属间化合物的污染。但在真空中，钛和铝合金中铝的挥发性损失将影响金属间化合物的组成精度。用钛和铝合金的活动系数计算了钛和铝合金中钛和铝元素的挥发性损失速率。

关键词：TiAl金属间化物；真空熔炼；元素挥发

最初的TiA合金已经成为航空、汽车工业领域的新一代替代材料，因为它们的密度很低，而且在高温下性能很好。然而它的应用受到环境温度低可塑性和初始合金高温氧化强度低的阻碍。

一、ＴｉＡｌ合金的特点及发展

基本TiA合金的密度为3.85-4.2 g/cm3，低于纯钛，低于镍基热合金密度的50%。它具有轻巧性、特殊强度、耐磨性、耐火性、抗氧化性等优点，在室温和高温下具有良好的热力学性能。它有望应用于航空航天、武器制造和汽车工业。在20世纪50年代早期，人们发现高质量的合金具有良好的抗氧化和高温性能，但由于其在环境温度下的低可塑性，研究进展非常缓慢。直到80年代初，第一代TiAl合金，即在48Al 1V it-0.3 C在美国设计，以便除其他外，改善环境，TiAl破裂，但含有塑料总体业绩的弹性，未满足的合金的实际需要，因此从根本上改变它的实验室分析。第二代以铸造TiAl合金为主，与第一代TiAl合金相比，表现突出的优势在760℃比强度、蠕变强度，抗氧化，改善高温的性能结构有望取代镍基高温合金。第二代主要合金为ti-48al-2cr-2nb铸造合金，由美国空军和GE公司联合开发。通过添加Cr和Nb元素，提高了合金在室温下的强度、塑性和抗氧化性。目前，用该合金生产的零件已通过发动机试验。此外，由Howmet开发的Ti-（45-47）al-2mn-2nb-0.8 TiB 2 XD是典型的第二代TiAl合金。最初的TiAl合金被开发到第三代，由最初的锻造TiAl合金主导。对合金成分设计的考虑更加全面，既提高了TiAl合金的室温可塑性，又提高了高温强度和氧化强度等性能。研究表明，TiAl合金的性质对其合金的组成和结构非常敏感。为改善TiAl合金的性质，在成分设计时，可以适当添加一些合金元素，达到固溶强化（或置换强化）/缩小差距，减小片层间距、提高合金强度的效果，还可以使晶粒细化、组织均匀，从而使合金的综合力学性能得到提高。因此，在第二代粗合金的基础上，第三代合金在组合设计上的区别在于增加了Nb元素和减少了Al元素，并有具体的变化：

【2017年整理】钛铝金属间化合物分类

【2017年整理】钛铝金属间化合物分类

钛铝金属间化合物

钛铝金属间化合物的分类

钛的熔点为1720℃，钛存在两种同素异构体，当温度低于882℃时其晶格结构呈密排六方排列，称为α钛；当温度达到882℃以上时呈体心立方结构，称为β钛[24]。在钛的上述两种结构同素异构体的基础上，添加适当的Al、Sn、Zr、V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu、Si等合金元素，使其相组分含量逐渐改变可得到不同类型的钛铝金属间化合物。图1-1为钛铝金属间化合物的二元合金相位图。

图1-1 钛铝金属间化合物的二元合金相位图 如图1-1所示，Al原子百分含量小于10%的金属间化合物称为钛基合金。钛基合金分为以下三类：α钛合金，（α+β）钛合金和β钛合金。目前，世界上已研制出的钛基合金有数百种，较常用的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni等。 Al原子百分含量大于10%的金属间化合物称为钛铝基合金。钛铝基合金有多种金属间化合物，主要有Al含量较少的Ti3Al（α2）和Al含量较多的TiAl（γ）两种。根据Al原子百分含量的不同，TiAl又可分为γ单相合金(原子分数x(Al) ≥49%)和γ+α双相合金(x(Al)<49%)[25]。其中Ti3Al由于钛的百分含量较多，密度(4.2g／cm3)比TiAl重，且抗氧化性差。但Ti3Al加入Nb等化合物后可以使延性变好，在美国已作为制造发动机部件的材料[27]。Ti和Al的原子比为1：1的γ-TiAl是钛铝金属间化合物的代表化合物，晶体结构属于有序面心正方结构。γ-TiAl的密度低、强度高、高温性能好，但其室温脆性极其显著。 典型的钛铝金属间化合物除了TiAl和Ti3Al之外还有TiAl3。TiAl3是含铝量

最多的钛铝金属间化合物，其密度(3.3g／cm3)比TiAl还轻，其抗氧化性能随着Al含量的增加也都得到了明显的改善，但由于其固溶范围非常狭窄又难于制作，延性也不好，所以该合金现在还处于基础研究阶段，尚未实现应用[28]。

钛合金综述论文

钛合金综述论文

1 钛合金综述论文

摘要：钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。

关键词：钛合金；合金化；分类；用途；新发展

正文：

钛合金概述

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。

20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金耐热的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。

目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。

合金化

钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。