文 献 综 述

1.1引言

钛是诞生于20世纪的新金属，被看作是自然界赋予工程师的礼物，因其具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、抗腐蚀性能强等优点，作为轻型结构材料和新型功能材料被广泛应用于航空航天工业，并逐步开拓民用领域。但由于提取纯钛的过程过于复杂，存在技术经济性的问题，因而价格昂贵。虽然如此，多年来还是在朝着广泛应用的道路发展。当然，如何优化技术、降低成本也成为了目前钛产业发展的核心问题。钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点。从20世纪50年代开始,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。所以依据AMTi15-Z这种新的高强钛合金材料，做他的一些热处理之后的性能分析而得到最佳的热处理方式也显得尤为必要。

目前, 我国钛合金精铸件主要应用在航空航天、武器装备、化工设施、体育用品、生物医学等领域。(1)航空航天:航空航天是钛精铸件主要应用领域。钛精铸在航空航天上主要应用于人造卫星、宇宙飞船、火箭、飞机等飞行器部件。钛精铸件在航空航天上的应用主要是发挥其高比强度、高尺寸精度的特点, 以减轻飞行器自重, 增加有效载荷数量, 提高结构稳定性和相关部件精度。对于人造卫星部件, 钛合金热膨胀系数与光学玻璃相当也是其重要应用方面。目前, 应用于人造卫星上的钛合金精铸件主要有空间相机基座、框架、支架、镜筒、壳体等结构件。如嫦娥一号卫星的空间相机的基座、框架, 某侦察卫星的摄像系统框架、镜身、中框、联接件、镜筒、底框、支架均采用钛合金精铸件。应用于宇宙飞船上的部件主要是”921”载人航天工程神舟系列飞船的相关部件, 如由沈阳铸造研究所为神舟系列飞船研制的分离密封板、支架等20 余种钛合金精铸件。在火箭上的应用主要有推进系统的发动机部件, 火箭箭体的壳体、箱体、尾段、级间段、仪器舱体。在飞机上应用除作为结构件外, 钛精铸件由于外观美观, 也大量作为内饰件使用。(2)武器装备:钛精铸在武器装备上的应用主要是导弹部件。目前, 在导弹的5 个系统(推进、弹头、制导、弹体结构、电源)中, 钛合金精密铸件主要应用于推进、弹头和弹体结构系统的主要部件, 其他两个系统也已开始逐渐应用。应用于推进系统的主要是导弹的发动机部件, 如进气道、转弯段、燃烧室壳体等, 应用于弹头系统的主要是战斗部壳体等铸件, 应用于弹体结构的主要是壳体、舱体、舵面骨架、舵翼骨架等铸件。此外, 导弹的仪器舱体、壳体也已开始应用钛合金精密铸件。

1.2研究钛合金及其热处理工艺的重要性

由于现代工业的快速发展，钛合金及其热处理工艺的重要性具体表现为：

1.2.1近年来国外钛合金研究发展迅速

近年来，高强钛合金的研制、开发及应用取得了极大的进步，一些国际上先进的钛合金如Ti-1023、VT-22、Ti-5553等，在航空航天领域都有所建树。其强度等级可达到1300MPa甚至更高，同时保持了一定的塑性，断裂韧性也较高。但诸如Ti-5553等一些合金由于其都在专利保护范围内，因此我国仍无法生产使用，在国外这些合金已经取代了传统的高强钛合金，用于生产飞机的起落架结构构件及飞机骨架。

基于这样的现状，我国在突破国外知识产权，研制具有自主知识产权的高强钛合金已刻不容缓，本课题结合攀钢集团项目，围绕研发1200MPa级高强钛合金，通过对合金成分的设计、原料的选择和熔炼技术、成分的均匀化控制技术、合金热处理强化工艺参数，最终获得最佳的成分配比，最好的热处理工艺，从而得到强度、塑性以及断裂韧性的绝佳匹配。

1.2.2钛合金在日常使用与特种情况下使用也日趋频繁