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航空用TA15钛合金的优异性能及应用

发布时间:2020-09-16 16:15:30 浏览次数 :

1、TA15中强度钛合金

TA15钛合金对应俄罗斯牌号BT20,其名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V,是苏联于1964年研制成功的钛合金。与TA11(Ti-8Al-1Mo-1V)相比,TA15以2Zr取代TA11中的2Al,降低了Al当量,改善了热稳定性和热盐应力腐蚀倾向等使用性能。其主要的强化机制是通过α稳定元素Al的固溶强化。加入中性元素Zr和β稳定元素Mo和Ⅴ,可以改善工艺性能。该合金的Al当量为

6.58%,Mo当量为2.46%,属于高Al当量的近α型钛合金,所以它既具有α型钛合金良好的热强性和可焊性,又具有接近于α-β型钛合金的工艺塑性。在退火状态以α相固溶体为基体,含少量的β相(5%~7%)。TA15合金具有中等的室温和高温强度、良好的热稳定性和焊接性能,比TC4钛合金有更高的室温、高温强度和焊接性能。

TA15合金的半成品有薄板、厚板、轧棒、锻棒、模锻件、钛锻件、挤压型材、焊接环形件、整体环轧件和铸件等。目前国内棒材规格已达b400mm以上,板材厚度达到了70mm以上,在航空航天等领域得到了广泛应用,是国内最成熟、应用最广泛的钛合金之一。

2、TA15钛合金应用

TAI 5为中强度级别的钛合命, 有良好的综合力学性能和工艺性能, 比TC4 钛合金有更高的强度和焊接性能。该合金长时间(3000h)工作温度可达500℃,时(不超过5mi)工作温度可达800℃,450℃下工作时,为命可达6000b。主要用于制造500℃以下长时间工作的结构零件和焊接承力零部件,应用于发动机的名种叶片、机便,飞机的各种饭金件、、接头、大型壁板、焊接承力框等,焊接结构件和铸件也广为选用。出于TA15钛合金的广泛应用,实际合金成分的控制常常要考虑半成品的品种,在合金成分范围内板材的Al含量偏低,而锻件和厚板的成分均取中上限,特别是大型锻件、TA15合金典型应用为锻件及焊按件,图1为用TA15钛合全焊接的飞机加强框示意图。

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图1 苏-27CK 飞机后机身42框焊装配示意图

1一尾接头巢:2一外侧框;3一上框,4一下框段;5一内州上框Pz;6一内侧下低段

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