TiAL合金主要應(yīng)用于航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫核心部件,取代原來密度較大的高溫合金材料,以及鈦合金材料。
美國GE公司于80年代末提出了Ti-4822 (Ti-(47-48)Al-2Cr-2Nb)合金,該合金是目前為止室溫塑性最高、同時(shí)也是唯一在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域規(guī)?;瘧?yīng)用的TiAl合金,用于制造GEnx-1B引擎最后兩級低壓渦輪葉片,并成功在波音787飛機(jī)上得到應(yīng)用。鑄造TiAl合金雖然具有室溫塑性高的優(yōu)點(diǎn),但強(qiáng)度不足、蠕變性能和抗氧化性能不高,因此其使用溫度一般僅為650℃左右。
2008年前后至今,以奧地利萊奧本礦業(yè)大學(xué)為首、多家單位合作開發(fā)出一種新型TiAl合金:Ti-(43-44)Al-4Nb-1Mo-0.1B,即TNM合金。該合金添加Nb、Mo等β穩(wěn)定元素,大幅提高合金高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能,而且由于大量亞穩(wěn)β相的引入,該合金可以在常規(guī)熱鍛條件下進(jìn)行變形。熱機(jī)械處理后的TNM合金設(shè)計(jì)使用溫度高達(dá)750℃。目前已經(jīng)用于制備美國普惠公司PW1100發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓渦輪葉片并成功通過A320首飛。
TiAl合金主要用于高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器渦輪、排氣閥等,取代高溫合金。尤其是TiAl合金渦輪增壓器渦輪,由于密度低、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,可以大幅度減小渦輪遲滯時(shí)間,提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能。常用合金為Ti4822 (Ti-(47-48)Al-2Cr-2Nb)合金和45XD(Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8vol%TiB2)合金。