航空航天用新型高強高溫鈦基復合材料

新材料及其應用

網狀結構鈦基復合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統鈦合金相當，是在高溫鈦合金的基礎上，通過粉末冶金與增強相分布調控技術，在鈦合金晶粒周圍定向引入增強相，有效抑制晶界高溫弱化效果、并進一步提高了室溫強化效果、均勻等軸的網狀組織以及大尺寸基體區的存在有效提高了塑韌性，體現出超耐高溫與高強韌一體化的特性。

一、項目分類

顯著效益成果轉化

二、成果簡介

網狀結構鈦基復合材料密度(4.5 g/cm3)與傳統鈦合金相當，是在高溫鈦合金的基礎上，通過粉末冶金與增強相分布調控技術，在鈦合金晶粒周圍定向引入增強相，有效抑制晶界高溫弱化效果、并進一步提高了室溫強化效果、均勻等軸的網狀組織以及大尺寸基體區的存在有效提高了塑韌性，體現出超耐高溫與高強韌一體化的特性。使用溫度較基體鈦合金提高200 ℃，達到600-800 ℃。某高溫條件下，較基體鈦合金穩態蠕變速率降低2-3個數量級、相同持久時間下，持久應力提高3倍多、相同應力下，持久時間提高57倍，顯示非常優異的高溫性能。且具有優異的焊接性能、塑性與成形性能，成為高速飛行器耐熱部件的理想結構材料，替代高溫合金可減重45%左右，如設計的鈦基復合材料氣動格柵單件可實現減重5800 g，具有重要經濟與社會價值。可徹底解決高速飛行器輕質耐熱結構件無合適材料可選的瓶頸問題，填補了其它領域無可用的輕質、耐熱、高強韌、可加工、可焊接材料空白，處于世界領先水平。

航空航天用新型高強高溫鈦基復合材料，主要功能是將鈦合金最高使用溫度從600 ℃提高到800 ℃，解決600 ℃以上無輕質高強韌結構材料的空白，替代高溫合金減重40%以上。因此，主要應用場景是對輕質耐熱材料有迫切需求的航空與航天飛行器發動機構件、蒙皮構件及其他高溫結構件。另外，高耐磨與高強韌一體化鈦基復合材料，可用于航空、航天、采礦等領域耐磨與輕質或耐腐蝕苛刻要求的環境。

項目預期效益：2022-2023年銷售收入可達500萬。

發明專利

可以量產

達到國際領先水平

獨立研究