项目名称： 轻质高温 TiAl 金属间化合物合金及其制备加工的科学技术基础首席科学家： 林均品 北京科技大学起止年限： 2011.1 至 2015.8依托部门： 教育部二、预期目标1 总体目标：获得新型轻质高温 TiAl 合金及其制备与加工技术基础，促进其产业化和应用，满足国家经济和社会发展对轻质高温材料的重大需求。即采用低密度的新型高温材料替代现有的高温合金，以降低重量；另一方面采用新型轻质高温材料可以大幅度降低燃料消耗。发展新型轻质高温材料可以大幅度提升我国民用工业和航空航天等工业的水平，有效减少能源消耗、实现社会可持续发展。在高温 TiAl 合金设计理论基础及强韧化机制、高温 TiAl 合金凝固过程组织及缺陷的调控机制、高温 TiAl 合金粉末冶金制备过程的流变塑变理论、针对金属间化合物特性建立性能表征方法和评价体系研究上获得突破。 在此基础上，发展和形成高温 TiAl 合金材料制备与成形加工整套技术的科学基础，主要包括：高温 TiAl 合金不同使用条件下材料成分和组织优化，高洁净度铸锭的制备新熔炼技术基础、铸锭的热加工新技术、部件熔模精密铸造特殊技术、冷坩埚定向凝固新技术、高性能粉末冶金板材的新技术。同时制备出各种全尺寸样件，为进一步向部件性能测试试验发展打下基础。以铸造叶片为重点，突破从小试样到批量生产的瓶颈关键技术基础。针对铸造、热变形和粉末冶金三类加工技术发展的高温 TiAl 合金的材料成分范围为：Ti-（44-46）Al - （6-9）Nb-（0 -2.5）W, B, Y, Mn （这些元素都是微量元素，只有 Mn 可高到 2.5）对于铸造合金：Nb 含量取低限，添加 B（稍高含量）、Y 和 Mn 等；对于变形合金：Nb 含量取中间值，添加 W、B（较低含量）、Y 等；对于粉末冶金板材：Nb 含量取高限，添加 W、Y，Mn 等。高温 TiAl 合金使用温度达到 900 ℃，900 ℃的抗氧化性按航标达到抗氧化级，对于三种典型部件：铸造叶片样件: 尺寸为长 350-400mm、宽 50-70mm 900 ℃强度达到 450 MPa，室温拉伸塑性 1-2%；锻件: 尺寸为直径 400-600mm、厚 50-100mm900 ℃强度达到 400 MPa，室温拉伸塑性大于 2%；粉末板材：宽度 400-500mm、厚 1-2mm；900 ℃强度达到 400 MPa，室温拉伸塑性 2-3%。研究成果将发表高水平学术论文 200 篇以上，申请国家发明专利 20 项以上，国家和省部级科技成果奖 3 项以上；培养优秀青年科技人才 15 人以上，造就一支高水平的...
