航空发动机用锻造TiAl合金的研究进展

高帆1, 刘旭2, 刘宏武1, 冯像征1, 张庆南1, 李臻熙1（1.中国航发北京航空材料研究院 先进钛合金航空科技重点实验室；2.哈尔滨工业大学 材料结构精密焊接与连接全国重点实验室）

摘要：TiAl合金具有低密度、优异的高温力学性能等优点，可替代镍基高温合金应用于航空发动机转子叶片，一方面可以降低叶片质量，另一方面可以减小叶片转动过程中产生的离心力，有助于盘、轴优化设计，实现航空发动机结构减重。至今TiAl 合金的发展已历经三代，第一代TiAl 合金未获得应用，美国研发的第二代TiAl 合金4822、45XD 合金已获得工程应用，采用铸造工艺制备了多种航空发动机低压涡轮叶片，叶片长时使用温度为650 ℃。目前，国内外研发出了多种第三代TiAl 合金，包括TNM、TNB、G8 等，合金在750 ℃ 具有较好的综合力学性能，第三代TiAl 合金在航空发动机领域尚未获得工程应用。本文回顾了航空发动机用TiAl 合金的发展历程，简要总结了锻造TiAl 合金中固溶强化、沉淀强化元素的种类，评述了锻造TiAl 合金组织性能、熔炼工艺、热加工工艺以及应用等方面的研究历程与现状，分析了三相、双相锻造TiAl 合金的特点，阐述了两种第三代锻造TiAl 合金长时高温暴露后组织、性能演变情况，为航空发动机设计人员对第三代锻造TiAl 合金选材提供参考。

关键词：锻造TiAl 合金；热暴露；热加工；应用