车晋达，姜贝贝，王 清，张瑞谦，唐 睿，陈国清，董 闯



微量元素(Hf/Ta/Nb)添加对近-Ti合金高温抗氧化性能的影响

车晋达1，姜贝贝1，王 清1，张瑞谦2，唐 睿2，陈国清1，董 闯1

(1. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室&材料科学与工程学院，大连 116024；2. 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室，成都 610213)

利用“团簇加连接原子”结构模型解析典型高温近-Ti合金Ti 1100成分，进而在此基础上添加Hf、Ta和Nb元素进行合金化，形成成分通式[Al-(Ti13.7(Zr/Hf)0.3)](Al0.69Sn0.18Si0.12(Mo/Ta/Nb)0.03)。合金组织结构分析和高温抗氧化性结果表明：Hf元素的添加并未改变合金的结构和组织，在此基础上，不同配比的Ta和Nb替代Mo时合金由片层转变组织转变为等轴组织；系列合金在800℃下，Hf替代Zr后合金的抗氧化能力显著提高，Ta和Nb进一步合金化后合金的抗氧化能力进一步增强，其100 h后的氧化质量增加约为(2.2±0.2) mg/cm2。

近-Ti合金；成分设计；微量合金化；高温氧化

高温近-Ti合金由于比强度高、抗高温氧化性和耐腐蚀性优异，使其在航空发动机上得到了广泛的应用[1−2]。典型合金有Ti 1100(美国)、IMI834(英国)、BT36(俄罗斯)、以及Ti600(中国)合金等[3−9]，最高使用温度可达600℃。为满足高温工作环境，近-Ti合金通常需要加入多种微量元素进行合金化，如Al、Sn、Zr、Mo、Si、Ta等，使得合金在HCP-固溶体基体上存在少量BCC-相，以保证合金的高温力学性能。但在高温长期热暴露情况下会产生2­脆性相，将显著降低合金的塑性和热稳定性[10]，高温钛合金的结构稳定性和抗氧化性是制约合金使用温度两个最重要条件。因此，为研发出使用温度高的高温……