２８卷第１期

２００９年１月

中国材料进展

ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＣＨＩＮＡ

ｖｏＬ２８Ｎ。．１

Ｊａｎ．２００９

ＴｉＡｌ基金属间化合物的发展

林均品，陈国良

（北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京１０００８３）

摘要：介绍了普通ＴｉＡｉ基金属间化合物的发展过程，特别是北京科技大学开发的高Ｎｂ—ＴｉＡｌ金属问化合物的成分一组织

一性能一制备关系，Ｎｂ对ＴｉＡＩ合金相关系和抗氧化性的影响，Ｎｂ的强化机理和工程合金的制备和性能。最后简单总结了ＴｉＡＩ基金属问化合物的发展趋势。

关键词：Ｔｍ金属问化合物；高Ｎｂ—ＴｉＡＩ金属间化合物；抗氧化性；强化机理

中图法分类号：ＴＧｌ４６．４

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７４—３９６２（２００９）０１—００３１—０７

ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＴｉＡＩＩｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃＢａｓｅｄＣｏｍｐｏｕｎｄ

（Ｓｔａｔｅ

Ｋｅｙ

ＬＩＮＪｕｎｐｉｎ，ＣＨＥＮＧｕｏｌｉａｎｇ

ｈｂ．ｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｔａｌｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ

Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）

ｗａｓ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：’ｒｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｎｖｅｎｆｉｏｎＭＴｉ灿ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ

ｔｗｅｅｎ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅ．

ｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ

ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｈｉｇｈＮｂｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＴｉＡｌ

ａｌｌｏｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，ｗｅｒｅｓｈｏｗｎｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＮｂｏｎｔｈｅｐｈａｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｎｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｌｌｏｙｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｆｏｒＴｉＡＩａｌｌｏｙｓ

ｗａｓ

ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．

Ｎｂｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｉ灿ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ；ｈｉｇｈ

ｍｅｃｈａｎｉｓｍ

ＴｉＭ

ｉｎｔｅｒｍｅｔａＵｉｃ

ｃｏｍｐｏｕｎｄ；ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ

１

发展概况

ＴｉＡＩ基金属间化合物（也称ＴｉＡＩ合金）是一种新型

合金¨。２］。

双相ｙ—ＴｉＭ合金的组织是影响宏观力学性能的一个重要因素。将铸态和热加工态Ｔ认ｌ合金在不同的温度区问进行热处理，可以产生４种不同的典型显微组织：等轴近ｙ组织、双态组织、近片层组织、全片层组织¨’。ＴｉＡＩ合金组织对拉伸性能有着巨大影响，小晶粒的双态组织的塑性高、断裂韧性低，而大晶粒的全片层组织正相反。全片层组织常是大晶粒的片层组织，大晶粒使强度和塑性都降低，而片层组织使韧性增高。当晶粒尺寸太大时导致低塑性。等轴近ｙ组织晶粒较大，又无片层组织，导致塑性和韧性均低¨。１。大尺寸变形的Ｔ认ｌ合金中很难得到均匀细小的全片层组织，因此国际上的发展趋势是利用均匀细小的双态组织或不同比例片层团的双态组织，来控制ＴｉＡＩ合金的组织并根据使用条件及制备技术优选ＴｉＡＩ合金组织。

对工程ＴｉＡｌ合金的成分来说，首先要控制铝含量，为得到双相合金，对铝含量必须小于４８％，单相ｙ—ＴｉＡｌ合金室温拉伸延伸率一般小于１％，合金化后双相ＴｉＡＩ合金室温拉伸延伸率可达ｌ％一４％，室温屈服强度一般在５００—６００ＭＰａ。将合金进一步用ｗ，Ｓｉ，Ｃ，

轻质的高温结构材料，密度不到镍基合金的５０％，具有轻质、高比强、高比刚、耐蚀、耐磨、耐高温以及优异的抗氧化性等优点，并具有优异的常温和高温力学性能，使用温度可达到７００—１０００℃，成为当代航空航天工业、兵器工业以及民用工业等领域的优秀候选高温结构材料之一，具有重要的工程化应用潜力。

ＴｉＡｌ合金的研究从５０年代初开始，首次测量了铸造合金的性能，由于室温塑性太差而放弃。１９７５～１９８３年美国空军材料实验室开发了单相ＴｉＭ合金。随后发现了具有工业应用前景的含Ａｌ较低（４８％，除特殊标注外文中全为原子分数）Ｏｔ：＋７两相ＴｉＡｌ合金。双相ｙ—ＴｉＡｌ合金的强度和塑性都明显优于单相７一Ｔｉ灿

收稿日期：２００８—１２一Ｏｌ

基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０７７１０１３）。（５０ｓ７１１２７）；

８６３计划联合资助（２００６ＡＡ０３２５１１）

作者简介：陈国良，男，１９３４年生，中国工程院院士