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電火花加工又稱放電加工（Electrical Discharge Machining，簡稱EDM）或電蝕加工，是目前流行的四大加工方法之一，和銑削、車削和磨削并駕齊驅。 與金屬切削加工的原理完全不同，電火花加工是通過工具電極和工件電極間脈沖放電時的電腐蝕作用進行加工的一種工藝方法。由于放電過程中可見到火花，故稱之為電火花加工。 根據電火花加工工藝的不同，電火花加工又可分為電火花線切割加工、電火花穿孔成形加工、電火花磨削和鏜磨、電火花同步共軛回轉加工、電火花高速小孔加工、電火花表面強化和刻字等。 目前電火花加工技術已廣泛用于加工各種高熔點、高強度、高韌性材料，如淬火鋼、不銹鋼、模具鋼、硬質合金等，以及用于加工模具等具有復雜表面和特殊要求的零件。 電火花加工基本原理 電火花加工的原理是基于工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現象來蝕除多余的金屬，以達到對工件的尺寸、形狀及表面質量預定的加工要求。 如下圖所示，工件與工具電極分別連接到脈沖電源的兩個不同極性的電極上。 工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕材料，如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無損耗。 工作液作為放電介質，在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點較高、性能穩定的介質，如煤油、去離子水和乳化液等。 當兩電極間加上脈沖電壓后，當工件和電極間保持適當的間隙時，就會把工件與工具電極之間的工作液介質擊穿，形成放電通道。 放電通道中產生瞬時高溫，使工件表面材料熔化甚至氣化，同時也使工作液介質氣化，在放電間隙處迅速熱膨脹并產生爆炸，工件表面一小部分材料被蝕除拋出，形成微小的電蝕坑。 脈沖放電結束后，經過一段時間間隔，使工作液恢復絕緣。脈沖電壓反復作用在工件和工具電極上，上述過程不斷重復進行，工件材料就逐漸被蝕除掉。 伺服系統不斷地調整工具電極與工件的相對位置，自動進給，保證脈沖放電正常進行，直到加工出所需要的零件。 電火花加工優點 電火花加工不用機械能量，不靠切削力去除金屬，而是直接利用電能和熱能來去除金屬。相對于機械切削加工而言，電火花加工具有一些特點： ①適合于用傳統機械加工方法難以加工的材料加工，表現出“以柔克剛”的特點。因為材料的去除是靠放電熱蝕作用實現的，材料的加工性主要取決于材料的熱學性質，如熔點、比熱容、導熱系數（熱導率）等，幾乎與其硬度、韌性等力學性能無關。工具電極材料不比工件硬，所以電極制造相對比較容易。 ②可加工特殊及復雜形狀的零件。由于電極和工件之間沒有相對切削運動，不存在機械加工時的切削力，因此適宜于低剛度工件和細微加工。由于脈沖放電時間短，材料加工表面受熱影響范圍比較小，所以適宜于熱敏性材料的加工。此外，由于可以簡單地將工具電極形狀復制到工件上，因此特別適用于薄壁、低剛性、彈性、微細及復雜形狀表面的加工，如復雜的型腔模具的加工。 ③可實現加工過程自動化。加工過程中的電參數較機械量易于實現數字控制、自適應控制、智能化控制，能方便地進行粗、半精、精加工各工序，簡化工藝過程。在設置好加工參數后，加工過程中無須進行人工干涉。 ④可以改進結構設計，改善結構的工藝性。采用電火花加工后可以將拼鑲、焊接結構改為整體結構，既大大提高了工件的可靠性，又大大減少了工件的體積和質量，還可以縮短模具加工周期。 ⑤可以改變零件的工藝路線。由于電火花加工不受材料硬度影響，所以可以在淬火后進行加工，這樣可以避免淬火過程中產生的熱處理變形。如在壓鑄模或鍛壓模制造中，可以將模具淬火到大于56HRC的硬度。 電火花加工局限性 電火花加工有其獨特的優勢，但同時電火花加工也有一定的局限性，具體表現在以下幾個方面： ①主要用于金屬材料的加工。不能加工塑料、陶瓷等絕緣的非導電材料。但近年來的研究表明，在一定條件下也可加工半導體和聚晶金剛石等非導體超硬材料。 ②加工效率比較低。一般情況下，單位加工電流的加工速度不超過20mm3/(A·min)。相對于機加工來說，電火花加工的材料去除率是比較低的。因此經常采用機加工切削去除大部分余量，然后再進行電火花加工。此外，加工速度和表面質量存在著突出的矛盾，即精加工時加工速度很低，粗加工時常受到表面質量的限制。 ③加工精度受限制。電火花加工中存在電極損耗，由于電火花加工靠電、熱來蝕除金屬，電極也會遭受損耗，而且電極損耗多集中在尖角或底面，影響成形精度。雖然近的機床產品在粗加工時已能將電極的相對損耗比降至1%以下，精加工時能降至0.1%，甚至更小，但精加工時的電極低損耗問題仍需深入研究。 ④加工表面有變質層甚至微裂紋。由于電火花加工時在加工表面產生瞬時的高熱量，因此會產生熱應力變形，從而造成加工零件表面產生變質層。 ⑤小角部半徑的限制。通常情況下，電火花加工得到的小角部半徑略大于加工放電間隙，一般為0.02~0.03mm，若電極有損耗或采用平動頭加工，角部半徑還要增大，而不可能做到真正的完全直角。 ⑥外部加工條件的限制。電火花加工時放電部位必須在工作液中，否則將引起異常放電，這給觀察加工狀態帶來麻煩，工件的大小也受到影響。 ⑦加工表面的“光澤”問題。加工表面是由很多個脈沖放電小坑組成。一般精加工后的表面，也沒有機械加工后的那種“光澤”，需經拋光后才能發“光”。 ⑧加工技術問題。電火花加工是一項技術性較強的工作，掌握的好壞是加工能否成功的關鍵，尤其是自動化程度低的設備，工藝方法的選取、電規準的選擇、電極的裝夾與定位、加工狀態的監控、加工余量的確定與操作人員的技術水平有很大關系。因此，在電火花加工中經驗的積累是至關重要的。
一、管材的分類 1、按生產方法分類 （1）無縫管——熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管 （2）焊管 （a）按工藝分——電弧焊管、電阻焊管（高頻、低頻）、氣焊管、爐焊管 （b）按焊縫分——直縫焊管、螺旋焊管 2、按斷面形狀分類 （1）簡單斷面鋼管——圓形鋼管、方形鋼管、橢圓形鋼管、三角形鋼管、六角形鋼管、菱形鋼管、八角形鋼管、半圓形鋼圓、其他 （2）復雜斷面鋼管——不等邊六角形鋼管、五瓣梅花形鋼管、雙凸形鋼管、雙凹形鋼管、瓜子形鋼管、圓錐形鋼管、波紋形鋼管、表殼鋼管、其他 3、按壁厚分類——薄壁鋼管、厚壁鋼管 4、按用途分類——管道用鋼管、熱工設備用鋼管、機械工業用鋼管、石油、地質鉆探用鋼管、容器鋼管、化學工業用鋼管、特殊用途鋼管、其他 二、無縫鋼管 無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。 鋼管與圓鋼等實心鋼材相比，在抗彎抗扭強度相同時，重量較輕，是一種經濟截面鋼材，廣泛用于制造結構件和機械零件，如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。用鋼管制造環形零件，可提高材料利用率，簡化制造工序，節約材料和加工工時，如滾動軸承套圈、千斤頂套等，目前已廣泛用鋼管來制造。鋼管還是各種常規武器不可缺少的材料，槍管、炮筒等都要鋼管來制造。 鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由于在周長相等的條件下，圓面積，用圓形管可以輸送更多的流體。此外，圓環截面在承受內部或外部徑向壓力時，受力較均勻，因此，絕大多數鋼管是圓管。但是，圓管也有一定的局限性，如在受平面彎曲的條件下，圓管就不如方、矩形管抗彎強度大，一些農機具骨架、鋼木家具等就常用方、矩形管。根據不同用途還需有其他截面形狀的異型鋼管。 1.結構用無縫鋼管（GB/T 8162-2008）是用于一般結構和機械結構的無縫鋼管。 2.流體輸送用無縫鋼管（GB/T 8163-2008）是用于輸送水、油、氣等流體的一般無縫鋼管。 3.低中壓鍋爐用無縫鋼管（GB 3087-2008）是用于制造各種結構低中壓鍋爐過熱蒸汽管、沸水管及機車鍋爐用過熱蒸汽管、大煙管、小煙管和拱磚管用的優質碳素結構鋼熱軋和冷拔（軋）無縫鋼管。 4.高壓鍋爐用無縫鋼管（GB 5310-2008）是用于制造高壓及其以上壓力的水管鍋爐受熱面用的優質碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。 5.化肥設備用高壓無縫鋼管（GB 6479-2013）是適用于工作溫度為-40~400℃、工作壓力為10~30Ma 的化工設備和管道的優質碳素結構鋼和合金鋼無縫鋼管。 6.石油裂化用無縫鋼管（GB 9948-2013）是適用于石油精煉廠的爐管、熱交換器和壓力管道無縫鋼管。 7.地質鉆探用無縫鋼管（GB/T 9808-2008）是供地質部門進行巖心鉆探使用的鋼管，按用途可分為鉆桿、鉆鋌、巖心管、套管和沉淀管等。 8.地質巖心鉆探鉆具（GB/T 16950-2014）規定了用于地質巖心鉆探鉆具的無縫鋼管。 9.石油鉆探管（YB 528-65）是用于石油鉆探兩端內加厚或外加厚的無縫鋼管。鋼管分車絲和不車絲兩種，車絲管用接頭聯結，不車絲管用對焊的方法與工具接頭聯結。 10.船舶用碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管（GB/T 5312-2009）是制造船舶 I 級耐壓管系、Ⅱ級耐壓管系、鍋爐及過熱器用的碳鋼和碳錳鋼無縫鋼管。碳素鋼無縫鋼管管壁工作溫度不超過 450℃，合金鋼無縫鋼管管壁工作溫度超過 450℃。 11.汽車半軸套管用無縫鋼管（GB 3088-82）是制造汽車半軸套管及驅動橋橋殼軸管用的優質碳素結構鋼和合金結構鋼熱軋無縫鋼管。 12.柴油機用高壓無縫鋼管（GB/T 3093-2002）是制造柴油機噴射系統高壓管用的冷拔無縫鋼管。 13.液壓和氣動缸筒用精密內徑無縫鋼管（GB 8713-88）是制造液壓和氣動缸筒用的具有精密內徑尺寸的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。 14.冷拔或冷軋精密無縫鋼管（GB/T 3639-2009）是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的冷拔或冷軋精密無縫鋼管。選用精密無縫鋼管制造機械結構或液壓設備等，可以大大節約機械加工工時，提高材料利用率，同時有利于提高產品質量。 15.結構用不銹鋼無縫鋼管（GB/T 14975-2012）是廣泛用于化工、石油、輕紡、醫療、食品、機械等工業的耐腐蝕管道和結構件及零件的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴）和冷拔（軋）無縫鋼管。 16.流體輸送用不銹鋼無縫鋼管（GB/T 14976-2012）是用于輸送流體的不銹鋼制成的熱軋（擠、擴）和冷拔（軋）無縫鋼管。 17.異型無縫鋼管是除了圓管以外的其他截面形狀的無縫鋼管的總稱。按鋼管截面形狀尺寸的不同又可分為等壁厚異型無縫鋼管（代號為 D）、不等壁厚異型無縫鋼管（代號為 BD）、變直徑異型無縫鋼管（代號為 BJ）。異型無縫鋼管廣泛用于各種結構件、工具和機械零部件。和圓管相比，異型管一般都有較大的慣性矩和截面模數，有較大的抗彎抗扭能力，可以大大減輕結構重量，節約鋼材。常用標準：冷拔異型鋼管（GB/T 3094-2012）。 三、焊接鋼管 焊接鋼管也稱焊管，是用鋼板或鋼帶經過卷曲成型后焊接制成的鋼管。焊接鋼管生產工藝簡單，生產效率高，品種規格多，設備資少，但一般強度低于無縫鋼管。20 世紀 30 年代以來，隨著優質帶鋼連軋生產的迅速發展以及焊接和檢驗技術的進步，焊縫質量不斷提高，焊接鋼管的品種規格日益增多，并在越來越多的領域代替了無縫鋼管。焊接鋼管按焊縫的形式分為直縫焊管和螺旋焊管。 直縫焊管生產工藝簡單，生產效率高，成本低，發展較快。螺旋焊管的強度一般比直縫焊管高，能用較窄的坯料生產管徑較大的焊管，還可以用同樣寬度的坯料生產管徑不同的焊管。但是與相同長度的直縫管相比，焊縫長度增加 30~，而且生產速度較低。因此，較小口徑的焊管大都采用直縫焊，大口徑焊管則大多采用螺旋焊。 1.低壓流體輸送用直縫焊接鋼管（GB/T 3092-2008）也稱一般焊管，俗稱黑管。是用于輸送水、煤氣、空氣、油和取暖蒸汽等一般較低壓力流體和其他用途的焊接鋼管。鋼管接壁厚分為普通鋼管和加厚鋼管；接管端形式分為不帶螺紋鋼管（光管）和帶螺紋鋼管。鋼管的規格用公稱口徑（mm）表示，公稱口徑是內徑的近似值。習慣上常用英寸表示，如 11/2 等。低壓流體輸送用焊接鋼管除直接用于輸送流體外，還大量用作低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管的原管。 2.低壓流體輸送用焊接鋼管（GB/T 3091-2015）也稱鍍鋅電焊鋼管，俗稱白管。是用于輸送水、煤氣、空氣油及取暖蒸汽、暖水等一般較低壓力流體或其他用途的熱浸鍍鋅焊接（爐焊或電焊）鋼管。鋼管接壁厚分為普通鍍鋅鋼管和加厚鍍鋅鋼管；接管端形式分為不帶螺紋鍍鋅鋼管和帶螺紋鍍鋅鋼管。鋼管的規格用公稱口徑（mm）表示，公稱口徑是內徑的近似值。習慣上常用英寸表示，如 11/2 等。 3.普通碳素鋼電線套管（GB 3640-88）是工業與民用建筑、安裝機器設備等電氣安裝工程中用于保護電線的鋼管。 4.直縫電焊鋼管（GB/T 13793-2016）是焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。 5.承壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管（SY 5036-83）是以熱軋鋼帶卷作管坯，經常溫螺旋成型，用雙面埋弧焊法焊接，用于承壓流體輸送的螺旋縫鋼管。鋼管承壓能力強，焊接性能好，經過各種嚴格的科學檢驗和測試，使用可靠。鋼管口徑大，輸送效率高，并可節約鋪設管線的投資。主要用于輸送石油、天然氣的管線。 6.承壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管（SY 5038-83）是以熱軋鋼帶卷作管坯，經常溫螺旋成型，采用高頻搭接焊法焊接的，用于承壓流體輸送的螺旋縫高頻焊鋼管。鋼管承壓能力強，塑性好，便于焊接和加工成型；經過各種嚴格和科學檢驗和測試，使用可靠，鋼管口徑大，輸送效率高，并可節省鋪設管線的投資。主要用于鋪設輸送石油、天然氣等的管線。 7.一般低壓流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管（SY5037-83）是以熱軋鋼帶卷作管坯，經常溫螺旋成型，采用雙面自動埋弧焊或單面焊法制成的用于水、煤氣、空氣和蒸汽等一般低壓流體輸送用埋弧焊鋼管。 8.一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管（SY 5039-83）是以熱軋鋼帶卷作管坯，經常溫螺旋成型，采用高頻搭接焊法焊接用于一般低壓流體輸送用螺旋縫高頻焊鋼管。 9.樁用螺旋焊縫鋼管（SY 5040-83）是以熱軋鋼帶卷作管坯，經常溫螺旋成型，采用雙面埋弧焊接或高頻焊接制成的，用于土木建筑結構、碼頭、橋梁等基礎樁用鋼管。 四、鋼塑復合管、大口徑涂敷鋼管 鋼塑復合管以熱浸鍍鋅鋼管作基體，經粉末熔融噴涂技術在內壁（需要時外壁亦可）涂敷塑料而成，性能優異。與鍍鋅管相比，具有抗腐蝕、不生銹、不積垢、光滑流暢、清潔，使用壽命長等優點。據測試，鋼塑復合管的使用壽命為鍍鋅管的三倍以上。與塑料管相比，具有機械強度高，耐壓、耐熱性好等優點。由于基體是鋼管，所以不存在脆化、老化問題。可廣泛應用于自來水、煤氣、化工產品等流體輸送及取暖工程，是鍍鋅管的升級換代產品。由于其安裝使用方法與傳統的鍍鋅管基本相同，管件形式也完全相同，而且能代替鋁塑復合管在大口徑自來水輸送上發揮作用，深受用戶歡迎，已成為管道市場競爭力的新產品之一。 涂敷鋼管是在大口徑螺旋焊管和高頻焊管基礎上涂敷塑料而成，管口直徑達1200mm，可根據不同的需要涂敷聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、環氧樹脂（EPOZY）等各種不同性能的塑料涂層，附著力好，抗腐蝕性強，可耐強酸、強堿及其它化學腐蝕，、不銹蝕、耐磨、耐沖擊、耐滲透性強，管道表面光滑，不粘附任何物質，能降低輸送時的阻力，提高流量及輸送效率，減少輸壓力損失。涂層中無溶劑，無可滲出物質，因而不會污染所輸送的介質，從而保證流體的純潔度和衛生性，在-40℃到＋80℃范圍可冷熱循環交替使用，不老化、不龜裂，因而可以在寒冷地帶等苛刻的環境下使用。 大口徑涂敷鋼管廣泛應用于自來水、天然氣、石油、化工、醫藥、通訊、電力、海洋等工程領域。
據新華報業網報道，南京理工大學材料評價與設計教育部工程研究中心陳光教授團隊在973計劃等資助下，經長期研究，在新型航空航天材料鈦鋁合金方面取得重大跨越性突破。相關成果Polysynthetic twinned TiAl single crystals for high-temperature applications(高溫PST鈦鋁單晶)于2016年6月20日在線發表于Nature Materials(《自然材料》)。 陳光教授在發布會上介紹研究成果航空航天技術是一個科技、工業和國防實力的重要體現。航空發動機被譽為飛機的心臟，葉片則是航空發動機中關鍵的核心部件，其承溫能力直接決定著發動機的性能，尤其是推重比 美國GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下簡稱4822)合金替代原來的鎳基高溫合金制造了GEnx發動機后兩級低壓渦輪葉片，使單臺發動機減重約200磅，節油20%，氮化物(NOx)排放量減少80%，噪音顯著降低，用于波音787飛機，2007年試飛成功，2009年正式投入商業運營，成為當時航空與材料領域轟動性的進展。 陳光教授團隊的研究成果在材料性能上實現了新的大幅度跨越，所制備的PST TiAl單晶室溫拉伸塑性和屈服強度分別高達6.9%和708MPa，抗拉強度高達978MPa，實現了高強高塑的優異結合。更為重要的是，該合金在900℃時的拉伸屈服強度為637MPa，并具有優異的抗蠕變性能，其小蠕變速率和持久壽命均優于已經成功應用于GEnx發動機的4822合金1~2個數量級，有望將目前TiAl合金的使用溫度從650~750℃提高到900℃以上。 通用GEnx發動機 為縮短我國與歐美發達的差距，已將航空發動機和燃氣輪機列為“重大科技項目”，并于2016年3月正式成立了“中國航空發動機集團有限公司”。 北京航空材料研究院曹春曉院士指出：“通常，鎳基單晶高溫合金的承溫能力每提高25~30℃，即為一代新合金。陳光教授團隊發明的TiAl單晶合金，一下將承溫能力提高了150~250℃以上，是重大突破，屬引領性成果。這項關鍵材料技術誕生于我國，是我們和民族的驕傲與自豪！不僅對我國的航空航天事業的發展具有重大價值，有助于中國飛機有一顆更強的‘中國心’，也必將對維護世界和平、促進社會發展起到積極作用。” 科技部先進結構與復合材料主題專家組組長、北京航空材料研究院副總工程師張國慶研究員指出：“高溫合金是‘重點新材料研發與應用’重大工程的關鍵研發內容之一，輕質高強材料是新材料領域的重要發展方向。TiAl合金因其優異的比強度和高溫性能，已成為有航空航天應用前景的新型高溫結構材料及傳統高溫合金的未來替代材料。南京理工大學陳光教授團隊研究成功的‘PST高溫TiAl合金單晶’大幅度提高了高溫性能，顯著改善了材料塑性，對于新型輕質高溫結構材料的發展和應用具有非常重要的意義”。 長期從事高溫結構材料研究的中國科學院金屬研究所袁超研究員認為：“陳光教授團隊采用納米孿晶強韌化方法制備的單晶TiAl不僅強度高，室溫塑性更是超過6.9%，屬于金屬間化合物研究的重大突破。一方面，這種發現有可能應用于其他金屬間化合物，引領新一輪金屬間化合物研究熱潮，具有重大理論意義。另一方面，高塑性為其真正工程應用奠定基礎，具有重大工程意義”。并指出：“該成果是中國原創，。建議加大支持力度，盡快完成該合金性能測試，真正應用于我國航空發動機的葉片制造”。南京理工大學材料評價與設計教育部工程研究中心主任、金屬納米材料與技術聯合實驗室主任，二級教授，博士生導師。中國新材料技術協會副會長、中國材料研究學會金屬間化合物與非晶合金分會理事、江蘇省中青年科技領軍人才、江蘇省十大專利發明人、Intermetallics(金屬間化合物)客座編輯、第六屆(2005年)和第九屆(2016年)金屬間化合物與先進材料國際研討會主席。 作為主研人主持完成的成果中，榮獲教育部技術發明一等獎1項、江蘇省科技一等獎2項，并榮獲中國發明協會發明創業獎·人物獎、先進金屬間化合物與先進材料國際研討會杰出貢獻獎。 >>鈦鋁合金簡介（據中國航空報） TiAl基合金密度低，彈性模量高，綜合性能指標優于傳統高溫合金，韌性又高于普通的陶瓷材料，在航空航天材料中展現出令人矚目的發展前景，成為新一代高溫材料的代表之一，被當做高推重比先進軍用飛機發動機高壓壓氣機及低壓渦輪葉片的材料。歐美和日本等國已相繼在鈦鋁合金向先進航空發動機上的應用研究方面取得深入的進展，運用先進的工藝方法，相繼研發出高壓壓氣機葉片等零部件，并已交付發動機裝配測試。 >>背景 自鎳基合金的研制成功以來，渦輪發動機在航空領域的應用得到了很大的推進。通過改進和發展鎳基超合金和鈦基合金，以及應用先進的制造工藝，航空發動機的性能得到了不斷的提高。然而，隨著推重比和渦輪前端溫度不斷提高，渦輪發動機壓氣機和渦輪級數逐漸減少，單級負荷不斷增大，零件的應力水平越來越高，工況越趨惡劣，葉片等關鍵零件的結構也越趨復雜，已將傳統的兩種主要高溫結構材料鎳基合金和鈦基高溫合金的使用性能提高到其極限水平，因此必須尋求更先進、更可靠的材料和工藝才能滿足未來發動機的設計要求。 γ-TiAl基合金具有優良的高溫強度、抗蠕變、抗氧化和阻燃性能，而且密度低，彈性模量高，綜合性能指標優于不銹鋼和鎳基等傳統的高溫合金，而其韌性又高于普通的陶瓷材料。此外，鈦鋁合金的膨脹系數可與低膨脹系數的鎳基合金相比，易燃性也低于鎳基合金。這些優點使其成為航空、航天、飛航導彈用發動機以及汽車的輕質耐熱結構件的競爭力的材料。 >>TiAl合金應用現狀 TiAl基合金目前實際應用的障礙一方面是該類合金的室溫脆性、難變形加工性，另一方面則是850℃以上的抗氧化性不足，制約了TiAl基合金的應用和推廣。近期內發展起來的高Nb-TiAl系金屬間化合物在高溫強度及抗氧化性方面已取得了很大進展，高熔點組元Nb的加入提高了合金的熔點和有序溫度，從而使合金的使用溫度達到900℃以上，使得該體系合金顯示出具有代替鎳基合金的潛能。然而，高鈮合金化在大大提高TiAl合金的室溫和高溫強度的同時，也進一步降低了其室溫和高溫塑性，尤其是高溫塑性比普通TiAl基合金更低。 20世紀90年代以來，世界各國的研究者都把熱塑性加工技術的研究和開發作為TiAl基合金的研究重點，長期以來TiAl基合金的熱塑性加工及其相關領域的研究十分活躍。對TiAl合金進行大變形量熱塑性加工，可以大幅提高TiAl合金的室溫塑性，而經過塑性加工后的鍛坯，由于具有細小而均勻的顯微組織，也能夠進一步滿足等溫鍛造成形的需要。進過熱塑性加工的TiAl合金，通過一定的熱處理工藝，可以獲得各種不同的綜合性能，從而滿足工程應用。 美國GE公司將鑄造的全套98件低壓渦輪葉片安裝在大型商用運輸機CF6-80C2發動機上，通過了1000個飛行周期的考核試車。蒂森（Thyssen）與羅羅公司（Rolls-Royce）成功的鍛造出發動機高壓壓氣機葉片，所使用的合金成分為Ti47Al3.7(Nb,Cr,Mn,Si)0.5B；日本三菱公司采用包套鍛成形出了Ti-42Al-10V合金葉片，該合金具有較好的高溫塑性，該公司還開發了Ti42Al5Mn合金，并且采用鍛造后機械加工的方式制造出渦輪葉片等零件；羅羅使用TNB合金系生產出了高壓壓氣機葉片，并且將這種葉片交付發動機裝配進行測試。 >>TiAl合金應用發展趨勢 鈦鋁合金在航空航天用材料中展現出令人矚目的發展前景，成為先進軍用飛機發動機高壓壓氣機及低壓渦輪葉片的材料。GE公司計劃在GE90發動機中用鈦鋁合金葉片代替鎳基合金，將減輕發動機重量200～300千克以上。空中客車和波音公司正致力于提高發動機的推比，低壓渦輪減重潛力，在不久的將來渦輪后部轉子葉片將采用鈦鋁合金葉片。分析表明，未來發動機市場對γ-TiAl低壓渦輪葉片的年需求量高達一百萬件，將代替目前先進渦輪發動機后一級較重的鎳基葉片。NASA報告指出，到2020年鈦鋁基合金及其復合材料的用量在航空、航天發動機中將占有20%左右的份額。
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