中科院团队研发的网状结构钛基复合材料,通过原位自生陶瓷增强相,将钛合金使用温度从600℃提升至800℃,蠕变速率降低2–3个数量级,持久应力提升3倍以上。该材料替代高温合金可减重45%,已应用于航空发动机气动格栅等关键部件,单件减重达5.8公斤,实现轻质、高强、耐热、可焊一体化,填补国内高温结构材料空白。
扩展内容:该材料以Ti-6Al-4V为基体,采用粉末冶金+热等静压工艺,原位生成TiB与TiC陶瓷增强相,体积分数达18%–22%,呈连续网状分布于晶界,有效阻碍位错滑移与晶界扩散。高温拉伸试验显示,在750℃/100 MPa条件下,其稳态蠕变速率低至1.2×10⁻⁷ s⁻¹,仅为传统镍基高温合金的1/5。在某型航空发动机高压涡轮导向叶片的台架测试中,该材料部件工作寿命达2100小时,较传统合金提升3.2倍,且冷却气流需求减少27%。其可焊性优于传统陶瓷增强材料,采用激光焊工艺可实现接头强度保持率92%,满足航空结构全寿命维修需求。目前,该材料已通过中国航发商发“长江CJ-2000”发动机工程验证,进入批产准备阶段,预计2027年实现装机应用,将推动国产大涵道比发动机热端部件实现“减重+长寿+低维护”三重突破。




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