[发明专利]航天航空发动机用阻燃钛合金

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种航天航空发动机用阻燃钛合金。

背景技术

常规钛合金在一定的环境温度、压力和气流速度下会发生燃烧，而且燃烧蔓延的速度很快，这在很大程度上限制了其应用。为了防止发动机钛燃烧事故的发生，减轻飞机重量，满足高推比航空发动机的需要，钛合金燃烧问题的研究和阻燃钛合金的研制已引起许多国家的重视。

各国都展开了对阻燃钛合金的研究并取得一定突破。目前，欧美国家的航空航天发动机使用的钛合金是50Ti-35v-15Cr，是一种对持续燃烧不敏感的阻燃钛合金，这类钛合金的生产比较困难，而且合金元素的含量比较大，合金元素比较贵重，使得阻燃钛合金的成本较高，价格大约相当于普通钛合金的十倍甚至更高；另外，一些国家研制的Ti-Nb、Ti-Al、Ti-Cu系阻燃钛合金由于钛含量高，使得钛合金的熔炼比较困难，阻燃钛合金的生产比较困难。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种航天航空发动机用阻燃钛合金，能够满足钛合金的阻燃性能，同时提高钛合金的热稳定性以及抗氧化性能，且成本低、易于加工。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种航天航空发动机用阻燃钛合金，所述航天航空发动机用阻燃钛合金是由主要成分和辅助成分组成的，所述主要成分包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：57.0%-58.5%，Cu：15%-16.5%，Al：10.0%-11.5%， Fe：5.5%-6.0%，Mo：4.0%-4.5%，Zr：3.0%-3.5%，所述辅助成分的质量百分比为：1.5%-2.5%，其中，所述辅助成分包括Si、W、Mn、Cr、V、Sn、Zr中的至少一种。

在本发明一个较佳实施例中，所述航天航空发动机用阻燃钛合金包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：57.8%，Cu：16.2%，Al：10.9%， Fe：6.3%，Mo：4.1%，Zr：3.2%，Si：0.3%，V：1.2%。

在本发明一个较佳实施例中，所述航天航空发动机用阻燃钛合金包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：58.2%，Cu：15.7%，Al：10.4%， Fe：6.1%，Mo：4.3%，Zr：3.5%，Si：0.2%，Cr：1.1%，Sn：0.25%，Zr：0.25%。

本发明的有益效果是：通过对合金元素的合理优化匹配，在耐热性能良好的钛铝合金和阻燃Ti-Cu系合金的基础上，合理加入多种有益金属，在满足钛合金的阻燃性能的基础上，提高了钛合金的热稳定性以及抗氧化性能，且成本低、易于加工。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

一种航天航空发动机用阻燃钛合金，所述航天航空发动机用阻燃钛合金是由主要成分和辅助成分组成的，所述主要成分包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：57.0%-58.5%，Cu：15%-16.5%，Al：10.0%-11.5%， Fe：5.5%-6.0%，Mo：4.0%-4.5%，Zr：3.0%-3.5%，所述辅助成分的质量百分比为：1.5%-2.5%，其中，所述辅助成分包括Si、W、Mn、Cr、V、Sn、Zr中的至少一种。

实施例一：

一种航天航空发动机用阻燃钛合金，所述航天航空发动机用阻燃钛合金是由主要成分和辅助成分组成的，所述主要成分包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：57.8%，Cu：16.2%，Al：10.9%， Fe：6.3%，Mo：4.1%，Zr：3.2%；所述辅助成分包括Si：0.3%，V：1.2%。

实施例二：

一种航天航空发动机用阻燃钛合金，所述航天航空发动机用阻燃钛合金是由主要成分和辅助成分组成的，所述主要成分包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：58.2%，Cu：15.7%，Al：10.4%， Fe：6.1%，Mo：4.3%，Zr：3.5%；所述辅助成分包括Si：0.2%，Cr：1.1%，Sn：0.25%，Zr：0.25%。

本发明的航天航空发动机用阻燃钛合金，应用于航空航天发动机上，适用温度达到600℃-800℃，而且，在此高温下，钛合金的组织仍能保持稳定性和优良的力学性能。