随着航空(kong)航天事业的(de)快(kuai)速(su)发(fa)展，要求(qiu)结(jie)构(gou)材料(liao)具(ju)有(you)更(geng)低(di)的密(mi)度(du)、更(geng)长的(de)使(shi)用(yong)寿(shou)命，并能承(cheng)受(shou)更(geng)复杂(za)严苛的服役(yi)条件(jian)。钛合(he)金(jin)及(ji)钛(tai)基复合(he)材(cai)料质量轻、比强度高(gao)，有(you)着(zhe)优(you)异的(de)耐(nai)腐(fu)蚀及耐(nai)高温等(deng)综(zong)合(he)性(xing)能(neng)[1]，在(zai)飞(fei)行器及(ji)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)发(fa)动(dong)机上(shang)有(you)着(zhe)广泛(fan)的应用(yong)，从(cong) 20 世纪(ji) 50 年代首次(ci)应用到现(xian)在，钛合金在其(qi)服役条(tiao)件(jian)下(xia)已(yi)经取得(de)良(liang)好的(de)经济效(xiao)益(yi)，但(dan)仍(reng)有很(hen)多工(gong)程(cheng)化(hua)应用(yong)问题(ti)难以解决(jue)，如高(gao)温(wen)钛(tai)合(he)金存在的“热障”温(wen)度，高(gao)强韧钛(tai)合金难(nan)以(yi)同(tong)时达(da)到较(jiao)高(gao)的强度及(ji)优(you)异(yi)的(de)断(duan)裂(lie)韧(ren)度(du)，航(hang)空(kong)发(fa)动(dong)机(ji)用(yong)钛(tai)合(he)金在(zai)高速(su)摩(mo)擦(ca)下发(fa)生(sheng)的“钛(tai)火(huo)”等(deng)问(wen)题。为克服传(chuan)统(tong)钛合金(jin)存(cun)在(zai)的不(bu)足(zu)，深入研(yan)究(jiu)钛合金在(zai)不同(tong)服(fu)役(yi)条(tiao)件下微观(guan)组织对性能的影(ying)响(xiang)，同(tong)时对钛基复(fu)合(he)材料及其(qi)工(gong)程(cheng)化应用(yong)已成(cheng)为(wei)研究(jiu)热点。本(ben)文(wen)对(dui)钛(tai)合金(jin)及(ji)钛基复(fu)合(he)材(cai)料在(zai)航(hang)空(kong)航天领域(yu)的应用(yong)现(xian)状(zhuang)进行(xing)总(zong)结，针对(dui)目(mu)前存(cun)在(zai)的问题(ti)进(jin)行了(le)多(duo)维(wei)度(du)分(fen)析，对(dui)未来(lai)的发(fa)展趋(qu)势(shi)作出(chu)展(zhan)望(wang)，并指(zhi)出相应的研(yan)究重点(dian)。
1 、钛合(he)金及钛(tai)基复(fu)合材料(liao)在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天的发展现(xian)状(zhuang)
1.1 钛合金(jin)的(de)发展(zhan)现状(zhuang)
自(zi) 20 世(shi)纪(ji) 50 年(nian)代(dai)起(qi)，钛合(he)金(jin)作为工业(ye)新金属材料(liao)在全(quan)世(shi)界(jie)范(fan)围出(chu)现(xian)后，航(hang)空工业钛材用(yong)量已(yi)占到(dao)全(quan)世(shi)界(jie)钛材市(shi)场一(yi)半以(yi)上[2]。目(mu)前，飞机(ji)的(de)结构(gou)材料(liao)主(zhu)要是(shi)铝(lv)合金、钛(tai)合(he)金、钢、镁合金及(ji)复(fu)合(he)材(cai)料[3]，其(qi)中有优异(yi)减重(zhong)效(xiao)果(guo)的(de)钛合(he)金(jin)在(zai)各(ge)个国(guo)家商用及(ji)军(jun)用(yong)飞机上(shang)的用量(liang)占比越(yue)来越(yue)高(gao)（如(ru)图 1）[4-6]。
波音第(di)一(yi)架客(ke)机(ji) Boeing 707 机(ji)身钛合(he)金(jin)仅(jin)占(zhan)到(dao)总(zong)质量(liang)分(fen)数的(de) 0.2%，到最(zui)新一(yi)代(dai)客(ke)机(ji) Boeing 787，钛(tai)合金(jin)占比已达(da) 15%[5]。我国(guo)的大(da)飞机(ji) C919 的钛合金用量与波音(yin) 777 相(xiang)当(dang)，占到(dao) 9%~10%，而俄(e)罗(luo)斯新(xin)一代(dai)客机 MS-21 钛合金用(yong)量占(zhan)比(bi)达(da)到(dao) 25%。在(zai)国(guo)外第(di)三(san)代(dai)战斗机上钛合(he)金(jin)用(yong)量约(yue)占机体结(jie)构(gou)质(zhi)量 的 20%~25%， 在 第 五(wu) 代 战(zhan) 斗 机 F-22 上 高 达(da)41%[6]。
钛(tai)合金(jin)在(zai)航(hang)空(kong)工(gong)业上(shang)的应(ying)用主(zhu)要(yao)为(wei)飞机(ji)结构(gou)用(yong)钛(tai)合金和(he)航空发动(dong)机(ji)用钛(tai)合(he)金(jin)[1]（如(ru)图 2）。飞(fei)机(ji)结构用(yong)钛(tai)合金(jin)主要应用在(zai)飞机骨(gu)架(jia)、舱门(men)、液(ye)压管(guan)路(lu)及(ji)接(jie)头(tou)、起(qi)落(luo)架、蒙皮、铆(mao)钉(ding)、舱门(men)、翼(yi)梁等(deng)，航(hang)空(kong)发动(dong)机(ji)用钛合(he)金主要(yao)应用在压(ya)气机叶片、盘和机匣(xia)等零件上[5]。飞机(ji)结构(gou)用钛合(he)金(jin)的使(shi)用(yong)温度(du)一(yi)般不(bu)高(gao)于 350 ℃，其(qi)在比(bi)强(qiang)度(du)、韧(ren)性、抗(kang)疲劳(lao)性(xing)能(neng)、焊(han)接(jie)工(gong)艺性能(neng)等方(fang)面有较高要求，如(ru)美(mei)国军(jun)用大(da)型运输机 C-17 的安定(ding)面(mian)转(zhuan)轴(zhou)等关(guan)键(jian)部位(wei)采用高(gao)强高韧性(xing)的(de) Ti-62222S 钛合(he)金；航空发(fa)动机(ji)用钛合金注重高(gao)温下的(de)比强(qiang)度(du)、热稳定(ding)性(xing)、抗氧化性(xing)以及抗(kang)蠕(ru)变等性能(neng)，如 F-22 战(zhan)斗(dou)机(ji)所(suo)用(yong) F119 发(fa)动机(ji)的(de)风扇(shan)采(cai)用了(le)宽(kuan)弦空心(xin)钛合(he)金(jin)叶片，在满(man)足性能要(yao)求的同时，可以进一步提(ti)高推(tui)重比(bi)[1，7]。钛合金受(shou)到(dao)飞机设计者(zhe)的青睐，其(qi)中主(zhu)要(yao)的一(yi)方面是(shi)在(zai)保(bao)证(zheng)结(jie)构(gou)强(qiang)度(du)的(de)同(tong)时(shi)，大幅(fu)减轻结(jie)构质量(liang)，比(bi)如(ru)应用于(yu)液压管(guan)道，和钢管(guan)相比，减(jian)重(zhong)可(ke)达 40%。目(mu)前，应(ying)用(yong)于(yu)航(hang)空方(fang)面(mian)的(de)新型(xing)高(gao)性能钛(tai)合金(jin)主要为高温(wen)钛(tai)合(he)金、高(gao)强韧钛合(he)金、阻燃钛(tai)合金等，其(qi)中(zhong)作为(wei)现(xian)代航(hang)空发动(dong)机(ji)关键材(cai)料(liao)之一的(de)高温钛合(he)金是主(zhu)要(yao)的发展方向(xiang)之(zhi)一[8]。
钛合(he)金(jin)在(zai)航天(tian)方面上(shang)的(de)主(zhu)要(yao)应用(yong)是火箭发动机(ji)壳体、火箭(jian)喷(pen)嘴导管(guan)、导(dao)弹(dan)的(de)外(wai)壳及宇(yu)宙(zhou)飞(fei)船的船舱(cang)或者燃(ran)料(liao)和(he)氧(yang)化剂储(chu)存(cun)箱(xiang)及(ji)其(qi)他(ta)高(gao)压(ya)容器(qi)（如(ru)图(tu) 3）[9]。对(dui)于航(hang)天(tian)飞行器(qi)来说(shuo)，除(chu)满足航空(kong)用钛(tai)合(he)金使用性能(neng)要(yao)求外，还必(bi)须具有耐(nai)高(gao)温(wen)、耐低温(wen)、抗(kang)辐(fu)射等性(xing)能(neng)。现如今，钛合(he)金已成为航天(tian)领域不(bu)可或缺(que)的关(guan)键材料(liao)。如：美国“阿波罗”飞(fei)船(chuan)的(de)50 个(ge)压力容(rong)器约(yue) 85% 采(cai)用钛制成(cheng)；日本第(di)一颗(ke)实验(yan)卫星“大角”号采(cai)用(yong)了 Ti-2Al-2Mn 钛(tai)合(he)金；俄罗(luo)斯(si)在(zai)“能(neng)源(yuan)-暴(bao)风雪”号、“和平-1”号、“进步”号(hao)、“金(jin)星(xing)”号、“月(yue)球(qiu)”号(hao)航天器上也广(guang)泛使用(yong)了钛合(he)金(jin)材料[10]。
1.2 钛(tai)基(ji)复(fu)合材料的发展现状(zhuang)
随着航空航天事(shi)业(ye)的进一(yi)步(bu)发展，发动(dong)机零(ling)部(bu)件将(jiang)面(mian)临更(geng)严苛(ke)的(de)服役(yi)条(tiao)件(jian)，承(cheng)受(shou)更(geng)高(gao)的(de)温度(du)，更(geng)大的冲击载(zai)荷。而传统的(de)高(gao)温(wen)钛(tai)合(he)金(jin)存(cun)在(zai)“热(re)障(zhang)”温度(du)，即使用(yong)温(wen)度不得(de)超过 600 ℃，这(zhe)使得(de)研究人员(yuan)倾(qing)向(xiang)于(yu)开(kai)发(fa)以(yi)钛(tai)合(he)金(jin)为基体(ti)的(de)钛(tai)基复合(he)材料(liao)。钛(tai)基(ji)复合(he)材料的(de)研究(jiu)始于(yu) 20 世纪 70 年代，目(mu)前已成(cheng)为超高(gao)音(yin)速宇航飞(fei)行器(qi)和(he)新(xin)一代(dai)航(hang)空发动(dong)机(ji)的候(hou)选(xuan)材料，其(qi)高(gao)温(wen)性(xing)能(neng)及耐(nai)腐(fu)蚀(shi)性能(neng)均优于(yu)高温(wen)钛合金(jin)[11]。通(tong)过(guo)开发钛(tai)基复合(he)材(cai)料（TMCs），还可(ke)以进(jin)一步(bu)提高(gao)传统(tong)钛合金(jin)的强(qiang)度(du)、硬(ying)度，耐(nai)磨性(xing)等(deng)性(xing)能。除(chu)此之外，钛(tai)基(ji)复合材(cai)料作为(wei)结(jie)构(gou)材料，还可(ke)以(yi)应用(yong)于(yu)酸(suan)、碱、高温(wen)、高压等条件，被(bei)认(ren)为(wei)是可(ke)以(yi)进(jin)一步(bu)提(ti)升(sheng)钛(tai)材(cai)性能(neng)和(he)扩(kuo)大其应(ying)用范围(wei)的(de)新型材料[12]。
钛(tai)基复(fu)合(he)材料可分(fen)为(wei)连(lian)续纤(xian)维增(zeng)强(qiang)钛基(ji)复合材(cai) 料(liao) （ continuously reinforced titanium matrixcomposites，CRTMCs）和非(fei)连(lian)续晶(jing)须(xu)或(huo)颗粒增(zeng)强钛基 复 合 材 料(liao) （ discontinuously reinforced titaniummatrix composites，DRTMCs）[12]。近年(nian)来，国(guo)内上(shang)海交通(tong)大学、西北(bei)工(gong)业大学、哈(ha)尔(er)滨(bin)工(gong)业(ye)大(da)学(xue)、西(xi)北有色研(yan)究(jiu)院(yuan)等(deng)都对(dui)此(ci)展开(kai)了(le)相(xiang)关的(de)研(yan)究工作（如表 1）。
DRTMCs 的(de)制造方(fang)式可分(fen)为外加法(fa)和(he)原(yuan)位合(he)成工(gong)艺(yi)法两(liang)种(zhong)[18]，其(qi)中原(yuan)位合成工(gong)艺法(fa)具(ju)有(you)显(xian)著优势(shi)[19-21]：（1）基体(ti)中(zhong)增强(qiang)体的热力(li)学(xue)稳定(ding)性(xing)更(geng)高(gao)；（2）增(zeng)强(qiang)体(ti)与(yu)基(ji)体之(zhi)间(jian)的界(jie)面结合(he)增强(qiang)；（3）通过调(diao)控增(zeng)强(qiang)体(ti)非均(jun)匀(yun)分布制备的 DRTMCs，具有(you)更(geng)综合(he)的(de)力学性能(neng)。制(zhi)造(zao)具(ju)有增(zeng)强(qiang)效(xiao)果(guo)钛(tai)基(ji)复(fu)合材(cai)料（TMCs）的常用增强相(xiang)包括(kuo) Cr3C2，TiC，TiN，TiO2，Si3N4，SiC，TiB2，TiB，Al2O3 和(he) Ti5Si3，硼(peng)颗(ke)粒(li)和(he)碳纳(na)米(mi)颗粒，纳米管(guan)和(he)纤(xian)维(wei)也(ye)已被用(yong)作有效(xiao)元(yuan)素(su)添(tian)加在(zai) TMCs 中(zhong)（各(ge)增(zeng)强相(xiang)的(de)物(wu)理(li)性质(zhi)如(ru)表 2 所示(shi)）。
尽管(guan)目前碳(tan)纳(na)米管、石墨烯(xi)、碳(tan)纤(xian)维(wei)等(deng)是 TMCs 的(de)研究(jiu)热(re)点，但通过原位(wei)合(he)成反应形成(cheng)的(de) TiB 晶须（TiBw）和(he) TiC 颗(ke)粒（TiCp）始终被认(ren)为是 TMCs 最佳增强(qiang)相[22-24]，表 2 列出了(le)几种(zhong)典型(xing)的(de) TMCs 增(zeng)强相的(de)物(wu)理性质。
根据(ju) NASA 报告(gao)的数据(ju)，可以看(kan)出(chu)钛基复合(he)材料在(zai)飞机(ji)上的(de)应(ying)用不(bu)断增长(zhang)[12]（图 4）。作(zuo)为航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)用结构(gou)材料(liao)，钛基(ji)复(fu)合材料在(zai)强度(du)提高的同时，还需要很好(hao)的塑(su)性(xing)、断(duan)裂(lie)韧(ren)度(du)以及高温(wen)抗氧(yang)化性能(neng)。钛基(ji)复合材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)增强相会阻碍位(wei)错运动(dong)，造成(cheng)位(wei)错(cuo)塞(sai)积(ji)，导致塑(su)性(xing)不(bu)佳(jia)，因此(ci)应对(dui)钛(tai)基(ji)复(fu)合材料增强(qiang)相的(de)分布方式(shi)进行(xing)优化设计(ji)[11，25]。为提(ti)高(gao)TMCs 的(de)抗氧(yang)化性(xing)，一方(fang)面需(xu)形成连续(xu)、致密且稳(wen)定的(de)氧(yang)化(hua)膜，另(ling)一(yi)方面要(yao)使氧化(hua)膜和(he) Ti 基(ji)牢固(gu)结合[26]。
2、 高性(xing)能钛合(he)金(jin)及钛(tai)基复合(he)材(cai)料的(de)应用(yong)与(yu)研(yan)究
2.1 高温钛(tai)合金(jin)
美国(guo)于(yu) 1954 年(nian)成功研制(zhi)出(chu)使(shi)用(yong)温(wen)度(du)可达 350 ℃的(de) α+β 两(liang)相型高温钛合(he)金(jin)，在(zai)航(hang)空航天(tian)领域(yu)得到(dao)广(guang)泛的应用。之后(hou)，随着(zhe)航空航(hang)天(tian)技(ji)术(shu)的(de)不(bu)断发(fa)展(zhan)，各国(guo)不断(duan)研(yan)发出有(you)着(zhe)更(geng)高使(shi)用(yong)温度、更(geng)长使(shi)用(yong)寿(shou)命的(de)高(gao)温钛(tai)合(he)金(jin)。目(mu)前，能稳(wen)定(ding)在(zai) 600 ℃ 使用的高(gao)温(wen)钛合金有英国的 IMI834、美国(guo)的(de) Ti-1100、俄(e)罗斯的(de) BT18Y 和(he) BT36 等(deng) 合 金(jin) ， 已 成(cheng) 功 应 用 到 T55-712 及(ji) Trent700 等(deng)航(hang)空发(fa)动(dong)机(ji)[27]。表 3 列出典型600 ℃ 及(ji) 600 ℃ 以上(shang)高温钛合(he)金的成(cheng)分(fen)及特(te)点[27-29]。
这些(xie)合金均以(yi) Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si 作(zuo)为(wei)主成分系，不(bu)同(tong)之处(chu)在于(yu)其中的合(he)金化(hua)含(han)量以(yi)及(ji) β 稳定(ding)元素(su)不(bu)同(tong)[30]。表 4 列(lie)出几(ji)种典(dian)型 600 ℃ 及(ji) 600 ℃ 以(yi)上(shang)高温钛合(he)金的(de)力学性(xing)能[27, 31-33]。
目前为止，能稳(wen)定(ding)在(zai) 600 ℃ 以上(shang)应用(yong)的(de)航(hang)空发(fa)动(dong)机(ji)用(yong)钛(tai)合金的发(fa)展依(yi)然(ran)面(mian)临着(zhe)巨(ju)大的(de)困难(nan)和(he)挑(tiao)战(zhan)，这(zhe)是因为材料的(de)热(re)强(qiang)性(xing)和(he)热(re)稳定性在 600 ℃ 以上是一(yi)对主(zhu)要(yao)的(de)矛盾，严重制(zhi)约(yue)了(le)高(gao)温(wen)钛合金(jin)的(de)发展[34]。即(ji)使(shi)其使用(yong)温(wen)度很难突(tu)破(po) 600 ℃，但(dan)相(xiang)关(guan)研(yan)究从未停止(zhi)，主要集中在(zai)以(yi)下六(liu)个方(fang)面(mian)：
（1）优(you)化(hua) β 稳定(ding)元素的含量(liang)，改善(shan)合金高(gao)温(wen)抗拉(la)强度。Si 在(zai)钛合(he)金中属(shu)于(yu)共析(xi)型 β 相稳(wen)定元(yuan)素，虽然它的引入(ru)可(ke)以提(ti)高(gao)其(qi)高温(wen)蠕变(bian)抗(kang)性(xing)，但由于(yu)本(ben)身的脆性(xing)以及硅(gui)化物(wu)的(de)析(xi)出严重(zhong)影(ying)响(xiang)了合金的高温稳定(ding)性(xing)和(he)室温延(yan)展性(xing)[29，31]。宋(song)晓云(yun)等(deng)[35] 降(jiang)低(di)Si 在(zai) Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si 系(xi)中的(de)含(han)量(liang)，提(ti)高 β 稳(wen)定(ding)元素(su) Mo、Nb、W 的含量，制(zhi)备(bei)出新型高温钛(tai)合(he)金(jin) BTi-6431S，虽然(ran)在 650 ℃ 下断面(mian)伸(shen)长(zhang)率(lv)有所(suo)下(xia)降(jiang)，但 极(ji) 限(xian) 抗(kang) 拉 强(qiang) 度 （ UTS） 却 能(neng) 与 600 ℃ 下(xia) 的(de) Ti-1100 和 BT36 相当(dang)，图 5 为(wei)三组(zu)不同(tong)的热处理(li)方(fang)式（见(jian)表 5）后(hou)合金 BTi-6431s 的(de)拉(la)伸(shen)性(xing)能，包(bao)括(kuo)屈(qu)服强度(du)（YS）、极(ji)限(xian)抗(kang)拉强度(du)（UTS）和(he)延伸率（EL）。
（2）添(tian)加(jia)稀土(tu)元(yuan)素(su)，提高合金(jin)的(de)热稳定性(xing)。稀土(tu)元(yuan)素(su)能(neng)够通过(guo)脱氧(yang)作(zuo)用净化(hua)钛(tai)合金基(ji)体，并(bing)在(zai)晶界弥(mi)散析出(chu)高(gao)熔(rong)点稀土(tu)氧(yang)化物形成位错(cuo)环(huan)来强化(hua)基体、抑制 α2 等脆(cui)性(xing)相的(de)析出与长(zhang)大，提高合(he)金(jin)的热(re)稳(wen)定(ding)性(xing)[29]。陈子勇(yong)等[36] 添(tian)加微量元(yuan)素(su) Er 和 Re，设(she)计(ji)出(chu)新(xin)型(xing)耐 650 ℃ 高温钛合(he)金 Ti-6.5Al-2.5Sn-9Zr-0.5Mo-1Nb-1W-0.25Si-0.1Er 和(he) Ti-6.5Al-2.5Sn-9Zr-0.5Mo-1Nb-1W-0.25Si-0.1Re，两(liang)种合金(jin)在 650 ℃下的(de)力(li)学性能(neng)与 600 ℃ 下 Ti60 合(he)金(jin)性(xing)能相(xiang)当(dang)，如图 6 所(suo)示(shi)为两种(zhong)高温钛(tai)合(he)金(jin)在(zai)室温(wen)和高温环(huan)境(jing)下(xia)的(de)拉伸(shen)性(xing)能(neng)。
（3）研发(fa)高(gao)温(wen)抗(kang)氧(yang)化涂(tu)层(ceng)，进一步提(ti)高合金(jin)表(biao)面抗(kang)氧(yang)化性(xing)能。高(gao)温钛合(he)金(jin)在(zai)长时热(re)暴(bao)露后(hou)，导(dao)致(zhi)其(qi)抗氧(yang)化(hua)性下(xia)降(jiang)[28]。李旭(xu)升[38] 总结(jie) 500～750 ℃的高(gao)温钛合(he)金(jin)的(de)氧化(hua)行(xing)为，发现(xian)近(jin) α 高(gao)温钛合金(jin)不但(dan)在表(biao)面(mian)会形成氧化(hua)层(ceng)，而且在(zai)接(jie)近(jin)基体的一(yi)侧会(hui)形(xing)成(cheng)富(fu)氧(yang)层(ceng)，由于(yu)高(gao)温环境的(de)影响(xiang)，其会转变成(cheng)一层(ceng)坚(jian)硬且(qie)脆的(de)金属(shu)氧(yang)化(hua)物，故也称(cheng)为表面(mian)氧(yang)脆(cui)层，并会随(sui)着(zhe)温(wen)度(du)的升高逐渐(jian)变(bian)厚(hou)。
（4）研究 Ti-Al 基(ji)合(he)金的(de)抗氧化机(ji)制(zhi)，进(jin)一步提(ti)高(gao)其(qi)高温抗氧(yang)化性(xing)能(neng)。Ti-Al 基有(you)着(zhe)优异(yi)的(de)高(gao)温强度(du)，抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)能(neng)和(he)高温(wen)抗蠕(ru)变性(xing)能(neng)，已(yi)成(cheng)功(gong)应(ying)用(yong)在波音 747-8 和(he) 787 的发(fa)动机上[39]。为进一步(bu)探(tan)究(jiu) Ti-Al 基(ji)优异的抗(kang)氧(yang)化机制，陈(chen)道(dao)伦(lun)等[40] 在结(jie)合密(mi)度泛函(han)理论(lun)相关(guan)的(de)热(re)力(li)学(xue)，研究(jiu)了新型 TiAlNbCr合(he)金(jin)的微(wei)观(guan)组(zu)织(zhi)演(yan)变(bian)。
（5）改善热(re)加工(gong)工艺，精准(zhun)调控更(geng)高温(wen)度下合金(jin)的组织性(xing)能。目(mu)前，绝(jue)大部分(fen)研(yan)究都(dou)集(ji)中(zhong)在(zai)对(dui)600 ℃ 高(gao)温(wen)钛合金(jin)的(de)力学性(xing)能(neng)和(he)微观(guan)组(zu)织(zhi)演变上(shang)[37，41]。樊(fan)江(jiang)昆等(deng)[42] 研究了 650 ℃ 的(de) Ti65 合(he)金的微观(guan)组(zu)织(zhi)、织(zhi)构(gou)的(de)演化(hua)及热(re)变(bian)形行(xing)为(wei)，进(jin)一(yi)步指(zhi)导(dao)优化热(re)加(jia)工工(gong)艺，图(tu) 7 为 Ti65 合(he)金热变(bian)形过程析出(chu)原理(li)图，经(jing)过热(re)压(ya)缩(suo)变性后(hou)，在(zai)等轴 α 相区的间(jian)隙(xi)析(xi)出了(le)次生(sheng) α 纳(na)米(mi)晶粒（αs），纳米硅(gui)化物(wu)均匀分散(san)在初生 α 区域(yu)（αp）；对于 α+β 相(xiang)区(qu)，板条状(zhuang)α′分(fen)布(bu)在(zai) β 晶(jing)粒(li)中(zhong)，经(jing)热压(ya)缩(suo)变形(xing)后(hou)，在(zai) α′晶(jing)间析出(chu)了(le) FCC 孪(luan)晶(jing)，β 晶(jing)界间(jian)也分布着动(dong)态再结(jie)晶(jing)（DRX）β 相(xiang)。
（6）细(xi)小且(qie)弥(mi)散(san)分(fen)布的(de)硅(gui)化物(wu)可以(yi)明(ming)显(xian)提(ti)高合(he)金强(qiang)度和高温(wen)抗蠕变性(xing)能[29]。Si 在钛合(he)金(jin)中以固(gu)溶(rong)态(tai)和弥(mi)散(san)析(xi)出(chu)的(de)硅(gui)化(hua)物存在，可(ke)有效(xiao)阻(zu)碍位错(cuo)运(yun)动，提(ti)高钛合(he)金的(de)高(gao)温蠕(ru)变(bian)抗性(xing)[43]。但 Si 含(han)量超(chao)过 0.4% 时，高(gao)温(wen)下(xia)粗大(da)脆性(xing)相(xiang)硅化物会(hui)降(jiang)低合金(jin)的(de)热(re)稳(wen)定性，刘彬(bin)等(deng)[43] 通过(guo)粉末(mo)冶金(jin)制(zhi)备(bei)出(chu) Si 含量较(jiao)高(gao)且具(ju)有(you)细小(xiao)弥(mi)散(san)的硅(gui)化(hua)物的 Ti-6Al-4Zr-0.5W-0.6Si 合(he)金，再(zai)通(tong)过热变形(xing)消(xiao)除孔(kong)隙，其(qi)力学(xue)性(xing)能(neng)见图 8 和图(tu) 9，在室温(wen)和(he)高温(wen)下表现(xian)出优异(yi)的拉伸(shen)性能(neng)。
2.2 高(gao)强(qiang)韧(ren)钛(tai)合金(jin)
高强韧钛合(he)金(jin)一(yi)般(ban)指(zhi)在室(shi)温(wen)下(xia)抗(kang)拉(la)强度(du)在1000 MPa 以上(shang)，断裂韧度在 55 MPa•m1/2 以(yi)上的钛合(he)金(jin)，主要(yao)用(yong)作飞(fei)机的(de)机身(shen)结构件，在减轻(qing)机(ji)身自(zi)重的同时，还能(neng)满足(zu)高负(fu)载(zai)部件的使(shi)用要求(qiu)[44]。国(guo)际上(shang)广泛(fan)应用(yong)的(de)高(gao)强韧钛合(he)金(jin)主(zhu)要(yao)以(yi)美国开(kai)发的Ti-1023（ TB6） 、 Ti-153（ TB5） 、 β-21S（ TB8） 、Ti62222S 以(yi) 及 苏 联 开(kai) 发(fa) 的 BT22（ TC18） 合(he) 金(jin)[45]为代表(biao)，表 6 列出(chu)这些(xie)钛合金(jin)的化(hua)学(xue)成分和(he)部分(fen)力(li)学(xue)性能(neng)[4, 44-48]。这(zhe)部(bu)分合金(jin)的抗拉强(qiang)度一般(ban)不超过1200 MPa，但(dan)为满足更(geng)高(gao)强度(du)的(de)航空大(da)型结(jie)构件(jian)，美国 Boeing 公(gong)司(si)和俄罗斯 VSMPO 在(zai) BT22 合(he)金基础(chu)上(shang)研(yan)制(zhi)了新型(xing)高强(qiang)钛合金 Timetal555（Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.6Fe），亦(yi)称 Ti-5553，强(qiang)度(du)可(ke)达(da) 1367MPa[49]； 欧 洲 空 客(ke) 公 司(si) 和 俄(e) 罗(luo) 斯 VSMPO 基(ji) 于(yu)BT22 合金(jin)改(gai)进(jin)设计(ji)了 VST-55531（Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr），亦称(cheng) Ti-55531，抗拉强(qiang)度(du)可达(da) 1350 MPa，断裂韧(ren)度(du)为 51.5 MPa•m1/2[44]。发展(zhan)至今(jin)，单一的高强度已(yi)经(jing)不(bu)能(neng)满足钛合(he)金(jin)在部(bu)分(fen)结(jie)构(gou)件上(shang)的应用，我(wo)国近几年逐(zhu)渐(jian)开(kai)始研制具有更(geng)高断(duan)裂韧(ren)度(du)的(de)高强 韧(ren) 损 伤(shang) 容 限(xian) 型(xing) 钛 合(he) 金(jin) ， 其(qi) 中 TC21 合(he) 金(jin) 在1100 MPa 强度(du)下塑(su)韧性匹配良(liang)好[45]，其他(ta)具有(you)良(liang)好强韧(ren)性(xing)匹配(pei)合金有 TB10[50]、TB19[51]、Ti-1300[52]、BTi-6554 及(ji) Ti-63 等(deng) ， 这 部(bu) 分(fen) 合 金(jin) 屈(qu) 服(fu) 强(qiang) 度 在1200 MPa 以上(shang)，断(duan)裂韧(ren)度(du)可(ke)达到(dao) 70 MPa•m1/2。
近亚稳(wen) β 型(xing)和(he)亚稳 β 型钛合金由于(yu)具(ju)有高(gao)比(bi)轻度(du)、深淬透性(xing)和良好的耐(nai)腐蚀(shi)性等良(liang)好(hao)的综(zong)合性(xing)能，在航(hang)空(kong)航(hang)天领域(yu)获得广泛(fan)的应(ying)用，但(dan)近(jin)亚稳β 型(xing)钛合(he)金(jin)通(tong)过改变微观组织可以获得(de)更优异的性能，目前高(gao)强(qiang)韧(ren)钛(tai)合(he)金成(cheng)分(fen)大都是(shi)基(ji)于(yu) BT22 开发(fa)的 Ti-Al-Mo-V-Cr 系钛(tai)合金(jin)，并(bing)添(tian)加(jia)适量的 β 稳定元(yuan)素 Fe 或(huo)可(ke)抑(yi)制(zhi) α2 生成(cheng)的 Zr 提高(gao)合金(jin)的(de)强(qiang)度(du)和断(duan)裂(lie)韧(ren)度，但(dan)应避(bi)免(mian)产(chan)生(sheng)成分(fen)偏析[44]。赵永(yong)庆(qing)[45]等(deng)通(tong)过(guo)计算 Mo 当(dang)量(liang)并考(kao)虑(lv)合金元素对合金强(qiang)度及(ji)韧(ren)性的影响，设(she)计(ji)出(chu)新(xin)型高强(qiang)韧(ren) β 型(xing)钛合金(jin) Ti-5321，双态区(qu)固溶时(shi)效(xiao)处(chu)理(li)后，经过 β 退火(huo)后(hou)缓(huan)冷(leng)时效（BASCA）热(re)处理(li)工(gong)艺，合金的(de)抗(kang)拉(la)强度可(ke)以(yi)达(da)到 1275 MPa，断(duan)裂韧(ren)度(du)超(chao)过 65 MPa•m1/2，图 10为(wei) BASCA 热(re)处(chu)理(li)后(hou)的金相组(zu)织。
β 型高强韧(ren)钛合(he)金一般(ban)经固溶(rong)时效处(chu)理，许(xu)多(duo)研(yan)究表(biao)明(ming)，即(ji)使热处(chu)理(li)加(jia)热(re)速率或(huo)冷(leng)却速率(lv)存在(zai)微(wei)小(xiao)差别，也会(hui)导(dao)致析出相的变(bian)化，从(cong)而产(chan)生不同的力学性能(neng)[53-54]，因(yin)此(ci)，需要(yao)通过(guo)优(you)化(hua)工艺参(can)数提高(gao)钛合金(jin)的(de)塑韧性和损伤(shang)容限(xian)性能。赵永(yong)庆(qing)等(deng)探究(jiu)对热加工工(gong)艺(yi)十(shi)分(fen)敏感的 Ti-1300 合(he)金析(xi)出相对力学性能(neng)的影响(xiang)，发现固(gu)溶(rong)处(chu)理后 α 相(xiang)在晶(jing)界(jie)析出，可阻(zu)碍(ai)位(wei)错(cuo)的(de)运(yun)动(dong)，提(ti)高(gao)合(he)金(jin)的强度(du)，但分布不均匀，并(bing)且(qie)表面(mian)粗(cu)糙(cao)，在时(shi)效(xiao)处(chu)理后(hou)，从 β 相(xiang)中(zhong)弥(mi)散(san)析出细小的(de)二次 α 相，进一步(bu)提(ti)高(gao)合金的强(qiang)度，而且(qie)由(you)于(yu)之(zhi)前的(de)初生 α 相(xiang)和(he)强(qiang)化的(de)晶界(jie)抑制(zhi) β 晶(jing)粒(li)的长大(da)，使合金依旧(jiu)拥(yong)有良好的(de)韧性[55]。
2.3 阻燃(ran)钛(tai)合(he)金(jin)
航空(kong)发(fa)动(dong)机钛(tai)合金零部件(jian)的热系(xi)数(shu)低，燃烧(shao)热高(gao)，在(zai)高速摩(mo)擦和(he)粒(li)子(zi)撞击(ji)下容(rong)易(yi)引(yin)发“钛(tai)火(huo)”。钛(tai)合金燃烧(shao)速率快，一般在 4～20 s[56]，燃烧(shao)反应(ying)一旦(dan)开始(shi)很难终(zhong)止(zhi)，会(hui)造(zao)成(cheng)巨大的经(jing)济损(sun)失(shi)。为解决“钛火(huo)”这(zhe)一难(nan)题，设计并(bing)开发(fa)阻燃钛合(he)金就显得尤(you)为(wei)重要。目前国(guo)内外根(gen)据(ju)不(bu)同的阻(zu)燃机(ji)理(li)开发出(chu) Ti-V-Cr 和(he) Ti-Cu 两(liang)个(ge)系(xi)阻燃钛合(he)金(jin)[57-59]。
Ti-V-Cr 系合金最(zui)具(ju)代(dai)表性的是美(mei)国普(pu)惠(hui)公(gong)司研(yan)发的 Alloy C（Ti1270）合金(jin)[59-60]，后在(zai)其基础上通(tong)过少(shao)量(liang)添加(jia) Si、C 元素制(zhi)备出 Alloy C+合金(jin)[59-60]，提(ti)高了合金蠕变(bian)性(xing)能。我国(guo)在 Alloy C 合(he)金的基(ji)础上研(yan)制(zhi)出(chu) Ti40 和(he) TF550 两种(zhong)阻燃钛合(he)金(jin)[58，61-63]（见表 7）。Ti40 钛(tai)合(he)金[64] 具(ju)有(you)良(liang)好的室(shi)温塑(su)性(xing)，但高(gao)温塑(su)性较差(cha)，使(shi)该合(he)金在高温(wen)变(bian)形(xing)时，金(jin)属流(liu)动(dong)困难(nan)，晶(jing)界易(yi)裂(lie)开(kai)，热加工(gong)较(jiao)为困(kun)难(nan)。TF550 阻(zu)燃(ran)钛(tai)合(he)金(jin)是(shi)北京(jing)航(hang)空材(cai)料(liao)研究院在 Alloy C+的基础上，对(dui) Si、C 元(yuan)素(su)含量(liang)优(you)化并研发的(de)。与 Ti40 阻(zu)燃钛 合(he) 金 相(xiang) 比(bi) ， TF550 使 用 温 度 提(ti) 高 了 50 ℃ ， 在550 ℃ 仍(reng) 具 有 很 好 的 蠕(ru) 变 和(he) 持 久 性(xing) 能 。 虽 然TF550 的(de)密度(du)和成本(ben)更(geng)高(gao)一些，但(dan)其高(gao)温性能(neng)更(geng)具优(you)势。近(jin)年(nian)来(lai)，我国西(xi)部超导(dao)公司(si)（WST 公司）联(lian)合(he)西(xi)北有色(se)金(jin)属研究院(yuan)、北京(jing)航空(kong)材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)、西(xi)北工业大(da)学(xue)等(deng)单位在(zai) Alloy C、Alloy C＋和 Ti40 合(he)金的基(ji)础上，通(tong)过调(diao)整 Si、C 元素(su)的含量(liang)而研制(zhi)成(cheng)功(gong)的(de)一种(zhong)新型高(gao)合金(jin)化型(xing) Ti-V-Cr 系(xi)阻(zu)燃钛(tai)合金—WSTi3515S[65]。WSTi3515S 阻(zu)燃合(he)金具(ju)有良好(hao)的(de)室温(wen)、高温拉伸(shen)，蠕(ru)变和韧(ren)性(xing)断裂等(deng)性(xing)能(neng)，由于(yu)WSTi3515S 合(he)金(jin)研(yan)究起(qi)步较(jiao)晚(wan)，目前工程(cheng)化的研(yan)究还在(zai)进(jin)行(xing)中。
Ti-Cu 系合金(jin)具(ju)有(you)成本(ben)低，密(mi)度(du)低(di)，加工性(xing)能好(hao)等优点(dian)。俄(e)罗斯(si)研(yan)发(fa)的 BTT-1 和(he) BTT-3[61]，以(yi)及(ji)我国(guo)西北有色(se)金(jin)属(shu)研究(jiu)院(yuan)研(yan)发的 Ti-14 都属(shu)于(yu) Ti-Cu 系(xi)（见表 8）。Ti14 阻(zu)燃钛(tai)合金(jin)具有较(jiao)好的(de)加(jia)工(gong)性(xing)能，室温(wen)性能，热稳(wen)定(ding)性能以及阻燃(ran)性能，存(cun)在低(di)熔(rong)点的 Ti2Cu 相(xiang)是(shi)其抗燃烧(shao)的(de)主要(yao)原(yuan)因(yin)[61-62，64-66]。
目(mu) 前(qian) 国(guo) 内(nei) 最(zui) 常(chang) 用 的(de) 阻(zu) 燃(ran) 钛(tai) 合 金 为(wei) Ti40 和(he)Ti14，Ti40 是(shi) Ti-V-Cr 系典(dian)型的阻燃钛合(he)金，Ti14是(shi) Ti-Cu 系(xi)典型的(de)阻(zu)燃(ran)钛(tai)合(he)金。陈(chen)永楠等(deng)[67] 对Ti40 和 Ti14 的阻燃(ran)机理(li)进(jin)行深(shen)入分析(xi)发(fa)现(xian)，与(yu)阻(zu)燃性能(neng)较差(cha)的(de) TC4 合金相(xiang)比(bi)，Ti40 和 Ti14 具有(you)更好(hao)的耐(nai)燃(ran)性(xing)。在 Ti40 合金中，由于(yu) Cr、V 元素(su)与(yu)氧(yang)反(fan)应(ying)分(fen)别形成(cheng) Cr2O3 和 V2O5，生(sheng)成(cheng)的(de)氧(yang)化(hua)物层(ceng)的(de)密度(du)高于 TiO2，Ti 难(nan)以与氧(yang)气(qi)接触，抑(yi)制(zhi)了进(jin)一步的(de)燃烧(shao)反应；而(er)在(zai) Ti14 合金(jin)中，由(you)于(yu) Cu 元(yuan)素向(xiang)外(wai)扩散(san)，形成(cheng)富铜层(ceng)，部(bu)分(fen)铜(tong)与氧(yang)气反(fan)应(ying)生成 CuO 和 CuO2，减(jian)少(shao)了钛(tai)与(yu)氧(yang)气(qi)的接触。同时(shi)由(you)于(yu)共析反(fan)应，生(sheng)成(cheng)大(da)量 Ti2Cu 相(xiang)，从(cong)而(er)提高(gao)了耐燃性(xing)能(neng)（如(ru)图(tu) 11）。
2.4 低(di)温(wen)钛(tai)合(he)金
钛及钛(tai)合金具有良(liang)好的低温(wen)韧(ren)性、高(gao)的比强度(du)，在低(di)温下(xia)热传导(dao)率低(di)、膨胀(zhang)系(xi)数小、无磁(ci)性等(deng)特点(dian)，近(jin)年(nian)来，低(di)温钛合(he)金在航空(kong)航天(tian)领(ling)域低温服役(yi)零(ling)件(jian)中成为(wei)备(bei)受瞩目(mu)的(de)工(gong)程(cheng)材(cai)料(liao)[9，68]。
国内(nei)外低温(wen)钛(tai)合金(jin)发展应(ying)用已(yi)日(ri)趋(qu)成熟（具(ju)体应用见表(biao) 9），苏联(lian)最早(zao)研(yan)制(zhi)的 OT4、OT4-1、BT5-1KT 和 ΠT-3BKT 等(deng) α 钛(tai)合金(jin)已在(zai)航天(tian)火箭装备中获得大量(liang)应用[10，69-72]。近(jin)年(nian)来(lai)，俄罗(luo)斯(si)某(mou)金属(shu)研(yan)究院 用 BT6 合(he) 金 制 造(zao) 工(gong) 作(zuo) 温 度 可(ke) 达 ﹣200 ℃ 的H600 mm 的(de)模(mo)锻(duan)件(jian)和承(cheng)载托(tuo)架等(deng)[69-72]。美(mei)国在(zai)阿波(bo)罗计(ji)划(hua)中，开(kai)发TA7ELI、Ti-6Al-4VELI、Ti8Al1Mo1V以 及 Ti6Al3Nb2Zr 等 低(di) 温(wen) 钛 合(he) 金(jin)[69-71]。 20 世 纪(ji)80 年代初，日本(ben)主要(yao)对美国开发的 Ti-6Al-4VELI和 TA7ELI 低(di)温钛(tai)合金进(jin)行断裂(lie)机(ji)理研究(jiu)，并(bing)应用在(zai)超(chao)导领域。最近，日本(ben)研制(zhi)的(de) LT700 钛(tai)合(he)金在低温(wen)下(xia)具(ju)有(you)较(jiao)高的屈服(fu)强度，其(qi)塑性(xing)与(yu) Ti-5Al-2.5SnELI合(he)金相当(dang)，且有(you)较(jiao)好(hao)的(de)断裂韧度(du)。我国对低(di)温(wen)钛合(he)金的(de)研(yan)究(jiu)起(qi)步(bu)较(jiao)晚，西北有色(se)金(jin)属(shu)研究院(yuan)先后(hou)研(yan)制适(shi)用(yong)于(yu)低(di)温(wen)管(guan)路(lu)系(xi)统(tong)的(de) Ti2Al2.5Zr、Ti3Al2.5Zr 和CT20 等系列低(di)温(wen)钛(tai)合金[69，73-74]。目(mu)前(qian)，我(wo)国开(kai)发出(chu)一(yi)种(zhong)低温(wen)钛合金 CT77[72]，塑(su)-脆(cui)转(zhuan)变温(wen)度低于–196.15 ℃，具(ju)有优(you)异(yi)的冷(leng)成(cheng)形(xing)和热成(cheng)形(xing)性(xing)能(neng)。有关国内外(wai)部(bu)分(fen)低温钛合(he)金的典型力(li)学性(xing)能示(shi)于(yu)表 10。
目前普(pu)遍认(ren)为 β 钛合金(jin)在(zai)低(di)温下塑(su)性(xing)较(jiao)差，对低(di)温(wen)钛(tai)合金(jin)的研发主(zhu)要(yao)集(ji)中于(yu) α 和(he) α+β 型(xing)的(de)钛合金[75]，但是(shi)由于(yu) α 和 α+β 型钛合金(jin)的强(qiang)度较(jiao)低，应用范围(wei)受到(dao)限(xian)制(zhi)，对于(yu)高速转(zhuan)动部件(jian)（如(ru)叶(ye)轮）等(deng)，其性能(neng)还(hai)不能很好(hao)地满(man)足(zu)要(yao)求(qiu)。因(yin)此，开(kai)发综(zong)合性能更(geng)加(jia)优异(yi)的(de)低(di)温(wen)钛(tai)合金和(he)成型(xing)工(gong)艺方(fang)法是(shi)未来国内外(wai)先(xian)进航(hang)空航(hang)天武(wu)器(qi)的(de)发展(zhan)需求。
2.5 非连续增(zeng)强(qiang)钛(tai)基(ji)复合(he)材料(liao)
钛(tai)基复合材料(liao)早(zao)期研(yan)究以碳化硅(gui)纤维为增(zeng)强(qiang)体来提高基体(ti)合金(jin)的(de)力学性(xing)能[76-77]。但纤维增强的钛(tai)基(ji)复合(he)材料(liao)的发(fa)展受到(dao)成(cheng)本高(gao)、加工工(gong)艺复杂等(deng)因素(su)的(de)限(xian)制(zhi)[78-81]。非(fei)连(lian)续(xu)增(zeng)强的钛(tai)基复(fu)合材料（DRTMCs）因(yin)性(xing)能(neng)提(ti)升(sheng)显(xian)著(zhu)、制(zhi)备工(gong)艺(yi)简(jian)单(dan)且各(ge)向同(tong)性(xing)成(cheng)为研究热(re)点(dian)。
DRTMCs 按(an)制备方法(fa)分为(wei)外(wai)加(jia)法和原(yuan)位(wei)合(he)成(cheng)法，由(you)于增强体尺寸受限，制(zhi)备(bei)过(guo)程(cheng)复杂(za)且成本(ben)昂(ang)贵限(xian)制(zhi)了(le)传统外加法(fa)的(de)应(ying)用(yong)[11，25，82]。因(yin)此(ci)，目前主流方(fang)法采用(yong)原(yuan)位(wei)合成(cheng)工(gong)艺制(zhi)备非(fei)连续增强(qiang)钛基复合材料，制(zhi)得的(de)复(fu)合(he)材(cai)料中增(zeng)强颗(ke)粒与(yu)基体(ti)的相容性好(hao)，避(bi)免(mian)了(le)外加增(zeng)强颗(ke)粒(li)的(de)污染(ran)和增(zeng)强(qiang)颗(ke)粒(li)与(yu)基(ji)体(ti)的(de)界面之(zhi)间产生(sheng)化(hua)学(xue)反(fan)应(ying)，增强(qiang)体(ti)和基(ji)体(ti)界(jie)面结(jie)合良(liang)好，而(er)且在热(re)力学上(shang)稳定[12，18]。主要(yao)制(zhi)备(bei)技术有：粉(fen)末冶(ye)金法[26]、自蔓(man)延(yan)高(gao)温(wen)合成(cheng)法(fa)[83]、熔(rong)炼法[16]、快速(su)凝固法(fa)[12] 等。以(yi)热(re)等(deng)静压(ya)（RHP）法为(wei)例(li)说(shuo)明 DRTMCs 的制(zhi)造过(guo)程(cheng)，如(ru)图 12 所(suo)示。
非连续(xu)增强(qiang)的(de)钛(tai)基复合材(cai)料可以满(man)足高性(xing)能(neng)航(hang)天(tian)器(qi)的结(jie)构要(yao)求(qiu)，从而(er)减(jian)少油耗，延长飞(fei)行(xing)器的(de)飞(fei)行时间，具(ju)备(bei)更好(hao)的机动性(xing)能。钛(tai)基复(fu)合(he)材(cai)料(liao)的研(yan)究始于 20 世纪 70 年代(dai)中期(qi)，美(mei)国的整(zheng)体(ti)高性能涡(wo)轮(lun)发动机(ji)技术（IHPTET）以及日本(ben)、欧洲(zhou)的(de)同类型计(ji)划(hua)共同(tong)推动(dong)了钛基复合(he)材(cai)料(liao)的(de)发展。美国Dynamet 公(gong) 司(si) 采(cai) 用(yong) 粉 末(mo) 冶 金 技(ji) 术(shu) （ PM） 研 制(zhi) 出 CermeTim-C（TiC）系列复合材料(liao)，在(zai)烧(shao)结(jie)过程(cheng)中，通(tong)过固相扩散(san)作(zuo)用 TiC 发生(sheng)一(yi)定降(jiang)解反(fan)应(ying)，与(yu)基(ji)体(ti)呈现冶(ye)金结(jie)合状(zhuang)态(tai)。这(zhe)一系(xi)列复(fu)合(he)材(cai)料已经成(cheng)功应用(yong)于导(dao)弹(dan)壳(ke)体(ti)、飞机发动机等领域(yu)。此(ci)外(wai)，美(mei)国拟在 F22Z 战机(ji)和 F119 发(fa)动(dong)机(ji)上(shang)使用(yong) DRTMCs 以减轻飞机质量(liang)。2003 年，荷(he)兰(lan) SP 航(hang)宇制(zhi)造(zao)了第一(yi)架采(cai)用钛基(ji)复合材料(liao)作(zuo)为起(qi)落(luo)架(jia)的飞机。
国内对于(yu) DRTMCs 的(de)研(yan)究也(ye)在不(bu)断的(de)深入中，上(shang)海交(jiao)通大学的吕维洁(jie)等(deng)主(zhu)要研究(jiu)以陶(tao)瓷(ci)颗粒(li)为(wei)增(zeng)强(qiang)体(ti)的(de)非连续(xu)颗粒增(zeng)强的钛(tai)基复(fu)合(he)材料(liao)。增(zeng)强体(ti)的分布类型如(ru)图(tu) 13 所示(shi)，TiC 和(he) TiB 与(yu)钛基(ji)的(de)密(mi)度(du)和(he)热(re)膨胀系数(shu)相(xiang)近(jin)，在(zai)与钛基复合(he)时(shi)产(chan)生(sheng)的(de)残余(yu)应力(li)低，且(qie)作(zuo)为(wei)增强相与钛(tai)基(ji)间结(jie)合(he)稳定(ding)。其中 TiB 的弹(dan)性(xing)模(mo)量(liang)和硬(ying)度(du)高(gao)，且能(neng)有(you)效提高(gao)钛(tai)及钛(tai)合(he)金(jin)的性(xing)能(neng)并延(yan)长(zhang)使用(yong)寿命，因此被视为钛基复合材料的(de)最佳(jia)增(zeng)强相(xiang)[22，84-87]。TiC 由于(yu)力(li)学性能(neng)优(you)异(yi)，抗氧(yang)化(hua)性和高温(wen)抗(kang)蠕变(bian)性能等均(jun)优于(yu) TiB，也(ye)被(bei)认(ren)为是(shi)钛基复(fu)合(he)材(cai)料中(zhong)较优的(de)增强相(xiang)之一[15-16，88]。
稀土(tu)氧(yang)化(hua)物有(you)利(li)于钛基体(ti)的(de)晶粒细(xi)化(hua)，提高(gao)其热(re)稳(wen)定(ding)性，被(bei)视(shi)为钛(tai)合(he)金(jin)中有潜(qian)力的增强(qiang)体[82]。目前(qian) ， 可 考(kao) 虑 添 加(jia) 的(de) 稀(xi) 土(tu) 元(yuan) 素(su) 有 La[84， 86， 89-90]， Nd，Y[88]，Ce，Er，Gd 等。稀土(tu)氧(yang)化物(wu)是高熔(rong)点化合(he)物，在(zai)加(jia)入(ru)钛基体(ti)后，主要起(qi)内(nei)部氧(yang)化作用，且(qie)在钛基体(ti)内(nei)呈(cheng)弥(mi)散(san)分布(bu)，进一步(bu)强化(hua)基体。因此(ci)，加入(ru)稀土(tu)元素(su)能(neng)明显(xian)提高(gao)钛(tai)基体(ti)的(de)高(gao)温(wen)瞬时(shi)强度(du)和(he)持(chi)久强(qiang)度(du)。
哈(ha)尔(er)滨(bin)工业(ye)大学(xue)的(de)黄陆(lu)军等(deng)通(tong)过(guo)设计新(xin)型网络(luo)结(jie)构的增(zeng)强分(fen)布，显著提高由粉末(mo)冶金(jin)（PM）制(zhi)造的(de)钛(tai)基复(fu)合材(cai)料(liao)（TMC）的(de)可(ke)塑(su)性(xing)和(he)强度[15]。并以(yi) Hashin-Shtrikma 晶界理(li)论(lun)为基(ji)础提出(chu) Ti5Si3 +TiBw/Ti6Al4V 复合材料(liao)的(de)设计理念(nian)[91]，如(ru)图 14 所示。一(yi)方面，分布(bu)在 Ti6Al4V 基体周围的 TiBw 增(zeng)强层形(xing)成(cheng)一级网(wang)络微(wei)观结构，如(ru)图 14（a）所示。另(ling)一(yi)方(fang)面，从图 14（b）可(ke)以看(kan)出，Ti5Si3 在 β 相(xiang)内(nei)部（β 相(xiang)围绕 α 相）形(xing)成了(le)二级网(wang)络(luo)微观(guan)结构(gou)。分(fen)布在(zai) Ti6Al4V 基(ji)体(ti)晶粒(li)周围(wei)的 TiBw 可(ke)能会提(ti)高(gao)材料的(de)强度，同时分(fen)布(bu)于 β 相中的 Ti5Si3 可(ke)以改善基体(ti)的(de)延(yan)展性(xing)。
东(dong)南大学(xue)的(de)张(zhang)法明等(deng)通过 SPS 制(zhi)备具(ju)有(you) 3D网(wang) 络(luo) 架 构 的(de) 多(duo) 层 石(shi) 墨(mo) 烯 （ GR） 增(zeng) 强 的(de) Ti6Al4V（TC4）基纳(na)米复合(he)材料，它具有优(you)异的机械性能(neng)和延(yan)展性能(neng)，制备(bei)过(guo)程(cheng)如(ru)图 15，其(qi)网络(luo)接口(kou)增(zeng)强(qiang)机(ji)制(zhi)见图(tu) 16[92]。此外(wai)张(zhang)法明(ming)等首次(ci)实(shi)现(xian) TMC 中(zhong)纳(na)米(mi)金 刚 石(shi) （ ND） 增 强 材(cai) 料(liao) 的 网(wang) 络 分 布(bu) ， 有(you) 效(xiao) 解 决TMC 强(qiang)度和延展性之(zhi)间(jian)的冲突(tu)[93]。
目(mu)前，非(fei)连续(xu)增强(qiang)钛基复(fu)合材料的(de)主流研(yan)究(jiu)方(fang)向是以(yi) TiB 和 TiC 作为(wei)增强体(ti)，采用不同(tong)的原位合成(cheng)方式，不(bu)断改(gai)进(jin)复合(he)材(cai)料(liao)的结合(he)形式(shi)，以得到具(ju)有更(geng)优(you)异性(xing)能的 DRTMCs。此(ci)外，石墨(mo)、烯(xi)金(jin)刚(gang)石等(deng)也(ye)是新(xin)的研究热点(dian)，研(yan)究(jiu)人(ren)员(yuan)致(zhi)力(li)于(yu)以(yi)此解(jie)决(jue)TMC 强(qiang)度(du)和(he)延(yan)展性之(zhi)间的矛(mao)盾。
3、 钛(tai)合(he)金(jin)及钛(tai)基(ji)复(fu)合(he)材(cai)料未来的(de)发(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)
（1）高温(wen)钛(tai)合(he)金目(mu)前依然不能在 600 ℃ 下(xia)稳(wen)定(ding)工作(zuo)，需(xu)制定出更加合(he)理(li)的(de)高温(wen)钛合金(jin)成(cheng)分(fen)，进一步(bu)完善特殊的热(re)加工(gong)及热(re)处理工艺，并(bing)与(yu)高温(wen)抗(kang)氧(yang)化涂(tu)层(ceng)更(geng)好(hao)的结合应(ying)用在(zai)航空(kong)航天(tian)发动机中。
（2）高(gao)强韧(ren)损(sun)伤容(rong)限型(xing)钛合金(jin)是新(xin)型(xing)飞机(ji)重要(yao)的(de)结构(gou)材料(liao)，探(tan)究具有优异组织(zhi)性(xing)能(neng)的(de)加工工艺，研制更(geng)高强度(du)和断(duan)裂(lie)韧度的合金(jin)有着重要的研究前(qian)景。
（3）国(guo)内(nei) Ti-Cr-V 系和(he) Ti-Cu 系(xi)钛合金(jin)的阻燃(ran)机理研(yan)究有(you)一(yi)定进(jin)展(zhan)，但在工(gong)程化应用(yong)上(shang)，阻燃钛合(he)金(jin)的加(jia)工性能(neng)以(yi)及(ji)阻燃性(xing)能(neng)评价方法还(hai)需进一步(bu)的研究(jiu)和(he)探索。
（4）现有(you)的 α 及含少(shao)量(liang) β 相(xiang)低温钛(tai)合金(jin)强(qiang)度(du)低且加工性差，已(yi)不能(neng)满足(zu)先进(jin)航天(tian)火箭(jian)发(fa)展(zhan)的需要。由(you)此(ci)，对高强(qiang)韧(ren)富(fu) β 型(xing)钛合金的研(yan)发是未来(lai)低温(wen)钛(tai)合金发(fa)展(zhan)的必然(ran)趋势(shi)。
（5）针对(dui)非(fei)连(lian)续(xu)增强(qiang)的钛基复(fu)合材(cai)料(liao)，应在(zai)现有 TiB、TiC 和(he)石(shi)墨烯等(deng)增(zeng)强(qiang)体(ti)的基(ji)础(chu)上(shang)，尝试加(jia)入稀土(tu)元(yuan)素(su)，或(huo)对材(cai)料(liao)进(jin)行分(fen)层和多尺(chi)度(du)架构的设计(ji)。此(ci)外(wai)，可以(yi)采用(yong)例如(ru)增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)等新型(xing)制(zhi)备方式(shi)。最(zui)后，可(ke)以(yi)在(zai)实验(yan)中引入(ru)分(fen)析(xi)模型，第一性原理和(he)有(you)限元(yuan)方(fang)法(fa)的(de)基(ji)础研究(jiu)，以(yi)预(yu)测变(bian)形(xing)，解(jie)释机(ji)制并有效地(di)指(zhi)导实验。
参(can)考文(wen)献(xian)：
［1］赵(zhao)丹丹(dan). 钛合金在(zai)航空(kong)领域的发(fa)展与(yu)应(ying)用(yong) [J]. 铸(zhu)造，2014，63（11）：1114-1117.
（ZHAO D D. Development and application of titaniumalloy in the aviation[J]. Foundry，2014，63（11）：1114-1117.）
［2］何蕾(lei). 钛合(he)金在(zai)航(hang)空领域(yu)的市(shi)场展(zhan)望(wang) [J]. 金属(shu)世界(jie)，2015（5）：4-7.
（HE L. Market analysis of titanium alloy used in aviationfield[J]. Metal World，2015（5）：4-7.）
［3］郭 红(hong) 军 . 日(ri) 新 月 异(yi) 的(de) 航 空 金 属(shu) 材 料(liao) [J]. 大 飞(fei) 机(ji) ，2015（4）：22-25.
（ GUO H J. Rapidly changing aviation metalmaterials[J]. Jetliner，2015（4）：22-25.）
［4］黄(huang)张(zhang)洪(hong)，曲(qu)恒磊(lei)，邓(deng)超，等(deng). 航(hang)空用(yong)钛及(ji)钛(tai)合金(jin)的(de)发(fa)展(zhan)及(ji)应用(yong) [J]. 材料导(dao)报(bao)，2011，25（1）：102-107.
（HUNG Z H，QU H L，DENG C，et al. Development andapplication of aerial titanium and its alloys[J]. MaterialsReports，2011，25（1）：102-107.）
［5］李亚(ya)江，刘(liu)坤. 钛(tai)合金在(zai)航空领域的应(ying)用(yong)及其先(xian)进连接技术(shu) [J]. 航空(kong)制(zhi)造技(ji)术，2015（16）：34-37.
（LI Y J，LIU K. Application and advanced bonding tech-nology of titanium alloy in aviation industry[J]. Aero-nautical Manufacturing Technology，2015（16）：34-37.）
［6］刘(liu)全明，张(zhang)朝晖(hui)，刘(liu)世(shi)锋，等(deng). 钛合金(jin)在(zai)航(hang)空(kong)航天及武(wu)器(qi)装(zhuang)备领(ling)域的(de)应用(yong)与发(fa)展 [J]. 钢(gang)铁(tie)研究(jiu)学报，2015，27（3）：1-4.
（LIU Q M，ZHANG Z H，LIU S F，et al. Application anddevelopment of titanium alloy in aerospace and militaryhardware[J]. Journal of Iron and Steel Research， 2015，27（3）：1-4.）
［7］陈(chen)仲(zhong)光(guang)，张志(zhi)舒，李(li)德旺，等(deng). F119 发动机(ji)总体(ti)性(xing)能(neng)特(te)点分(fen)析与评估 [J]. 航空(kong)科(ke)学技术(shu)，2013（3）：39-42.
（CHEN Z G，ZHANG Z S，LI D W，et al. Analysis andevaluation of F119 engine overall performance[J]. Aero-nautical Science & Technology，2013（3）：39-42.）
［8］黄天(tian)娥，范(fan)桂彬，闫(yan)海，等. 航空(kong)用钛合金(jin)材(cai)料(liao)及(ji)钛合金(jin)标(biao)准发(fa)展综(zong)述(shu) [J]. 航(hang)空(kong)标(biao)准(zhun)化(hua)与质量(liang)，2010（3）：30-33.
（HUANG T E，FAN G B，YAN H，et al. Application of titanium alloy and its standardization in aviation： An overview[J]. Aeronautic Standardization & Quality，
2010（3）：30-33.）
［9］张绪虎，单(dan)群(qun)，陈(chen)永来，等. 钛合(he)金在(zai)航(hang)天(tian)飞行器(qi)上的应(ying)用(yong)和(he)发(fa)展 [J]. 中国(guo)材料进(jin)展(zhan)，2011，30（6）：28-32，63.
（ZHANG X H，SHAN Q，CHEN Y L，et al. Application and development of titanium alloy for aircrafts[J]. Mater-ials China，2011，30（6）：28-32，63.）
［10］邹(zou)武(wu)装. 钛及(ji)钛(tai)合金在航天(tian)工业的应(ying)用(yong)及展望 [J]. 中国有(you)色金(jin)属(shu)，2016（1）：70-71.
（ ZOU W Z. Application and prospect of titanium and titanium alloy in aerospace industry[J]. China Nonfer-rous Metals，2016（1）：70-71.）
［11］黄(huang)陆军(jun)，耿林(lin). 非连续增强(qiang)钛(tai)基复(fu)合(he)材(cai)料(liao)研究(jiu)进展(zhan) [J].航空(kong)材料(liao)学报(bao)，2014，34（4）：126-138.
（ HUANG L J， GENG L. Research progress of discon-tinuously reinforced titanium matrix composites[J].Journal of Aeronautical Materials， 2014， 34（ 4） ： 126-138.）
［12］HAYATM D， SINGH H， HE Z， et al. Titanium metal matrix composites：An overview[J]. Composites Part A，2019，121：418-438.
［13］ZHAO G M，YANG Y Q，ZHANG W，et al. Microstruc-ture and grain growth of the matrix of SiCf/Ti-6Al-4V composites prepared by the consolidation of matrix-coated fibers in the β phase field[J]. Composites Part B，2013，52：155-163.
［14］ZHANG T， WANG G， SHU Y， et al. Preparation and characterization of novel Ti（ Al） -TiB2/Ti3Al metallic-intermetallic laminated composites[J]. Vacuum， 2020，174：109217.
［15］WEI S L，HUANG L J，LI X T，et al. Interactive effects of cyclic oxidation and structural evolution for Ti-6Al-4V/（ TiC+TiB） alloy composites at elevated temperat-ures[J]. Journal of Alloys and Compounds， 2018， 752：164-178.
［16］SUN X， HAN Y， CAO S， et al. Rapid in-situ reaction synthesis of novel TiC and carbon nanotubes reinforced titanium matrix composites[J]. Journal of Materials Sci-ence & Technology，2017，33（10）：1165-1171.
［17］JIAO F，LIU M，JIANG F，et al. Continuous carbon fiber reinforced Ti/Al3Ti metal-intermetallic laminate（ MIL）composites fabricated using ultrasonic consolidation assisted hot pressing sintering[J]. Materials Science and Engineering：A，2019，765：138255.
［18］JIAO Y，HUANG L，GENG L. Progress on discontinu-ously reinforced titanium matrix composites[J]. Journal of Alloys and Compounds，2018，767：1196-1215.
［19］韩远(yuan)飞，孙(sun)相龙(long)，邱培坤(kun)，等. 颗粒(li)增强(qiang)钛(tai)基复合材料(liao)先(xian)进(jin)加工(gong)技术(shu)研(yan)究与进(jin)展 [J]. 复(fu)合材料学(xue)报，2017，34（8）：1625-1635.
（ HAN Y F， SUN X L， QIU P K， et al. Research anddevelopment of processing technology on particulate rein-forced titanium matrix composite[J]. Acta Materiae
Compositae Sinica，2017，34（8）：1625-1635.）
［20］罗(luo)贤晖，刘品旺(wang)，宋静雯，等. 原位(wei)自生(sheng)非(fei)连(lian)续颗粒(li)增(zeng)强(qiang)钛基(ji)复(fu)合材(cai)料的组(zu)织和力(li)学性(xing)能(neng) [J]. 机械(xie)工(gong)程材(cai)料(liao)，2018，42（12）：31-35，41.
（LUO X H，LIU P W，SONG J W，et al. Microstructure and mechanical properties of in-situ synthesized discon-tinuous particles reinforced T[J]. Materials for Mechan-ical Engineering，2018，42（12）：31-35，41.）
［21］吕维(wei)洁，郭相(xiang)龙，王(wang)立强，等. 原(yuan)位(wei)自生(sheng)非连(lian)续(xu)增强钛(tai)基复 合(he) 材(cai) 料 的 研 究(jiu) 进(jin) 展 [J]. 航 空 材(cai) 料 学 报(bao) ， 2014，34（4）：139-146.
（LU W J，GUO X L，WANG L Q，et al. Progress on in-situ discontinuously reinforced titanium matrix compos-ites[J]. Journal of Aeronautical Materials，2014，34（4）：139-146.）
［22］JIAO Y，HUANG L J，WANG S，et al. Effects of first-scale TiBw on secondary-scale Ti5Si3 characteristics and mechanical properties of in-situ（Ti5Si3+TiBw）/Ti6Al4Vcomposites[J]. Journal of Alloys and Compounds，2017，704：269-281.
［23］WANG B，HUANG L J，GENG L，et al. Modification of microstructure and tensile property of TiBw/near-α Ti composites by tailoring TiBw distribution and heat treat-ment[J]. Journal of Alloys and Compounds，2017，690：424-430.
［25］WANG D，ZHANG R，LIN Z，et al. Effect of microstruc-ture on mechanical properties of net-structured TiBw/TA15 composite subjected to hot plastic deforma-tion[J]. Composites Part B，2020，187：269-281.
［25］韩远飞(fei)，邱培坤(kun)，孙相(xiang)龙(long)，等. 非连(lian)续(xu)颗(ke)粒增强钛(tai)基复合材(cai) 料 制(zhi) 备(bei) 技 术 与 研(yan) 究 进(jin) 展(zhan) [J]. 航(hang) 空 制 造 技(ji) 术(shu) ，2016（15）：62-74.
（HAN Y F，QIU P K，SUN X L，et al. Progress and fab-rication technology on discontinuously reinforced titanium matrix composites[J]. Aeronautical Manufactur-
ing Technology，2016（15）：62-74.）
［26］WANG D， LI H， ZHENG W. Oxidation behaviors of TA15 titanium alloy and TiBw reinforced TA15 matrix composites prepared by spark plasma sintering[J].
Journal of Materials Science & Technology， 2020， 37：46-54.
［27］曾(ceng)立(li)英(ying)，赵(zhao)永庆，洪权，等. 600 ℃ 高(gao)温(wen)钛(tai)合金(jin)的(de)研(yan)发(fa)[J]. 钛工业(ye)进(jin)展，2012，29（5）：1-5.
（ZENG L Y，ZHAN Y Q，HONG Q，et al. Research and development of high temperature titanium alloy at 600 ℃[J]. Titanium Industry Progress，2012，29（5）：1-5.）
［28］蔡(cai)建明，李臻(zhen)熙(xi)，马(ma)济(ji)民，等. 航空(kong)发动(dong)机用 600 ℃ 高(gao)温钛合金的研究(jiu)与(yu)发(fa)展 [J]. 材料导报(bao)，2005，19（1）：50-53.
（CAI J M，LI Z X，MA J M，et al. Research and develop-ment of 600 ℃ high temperature titanium alloy for aer-oengine[J]. Materials Reports，2005，19（1）：50-53.）
［29］刘(liu)莹莹(ying)，陈子勇(yong)，金头(tou)男，等. 600 ℃ 高(gao)温钛合金发(fa)展(zhan)现(xian)状与展(zhan)望 [J]. 材(cai)料(liao)导(dao)报(bao)，2018，32（11）：1863-1869+1883.
（LIU Y Y，CHEN Z Y，JIN T N，et al. Present situation and prospect of 600 ℃ high-temperature titanium alloy [J]. Materials Reports， 2018， 32（ 11） ： 1863-
1869+1883.）
［30］蔡(cai)建(jian)明，弭(mi)光(guang)宝(bao)，高帆，等(deng). 航空(kong)发(fa)动(dong)机用先(xian)进(jin)高温钛合(he)金(jin)材(cai)料技术(shu)研(yan)究(jiu)与(yu)发(fa)展 [J]. 材料工程，2016，44（8）：1-10.
（CAI J M，MI G B，GAO F，et al. Research and develop-ment of some advanced high temperature titanium alloy for aero-engine[J]. Journal of Materials Engineering，2016，44（8）：1-10.）
［31］DAI J，ZHU J，CHEN C，et al. High temperature oxida-tion behavior and research status of modifications on improving high temperature oxidation resistance of titanium alloys and titanium aluminides： A review[J].Journal of Alloys and Compounds，2016，685：784-798.
［32］王清(qing)江(jiang)，刘建(jian)荣(rong)，杨(yang)锐(rui). 高温钛(tai)合金(jin)的现(xian)状(zhuang)与(yu)前(qian)景(jing) [J].航(hang)空(kong)材(cai)料学(xue)报，2014，34（4）：1-26.
（ WANG Q J， LIU J R， YANG R. High temperature titanium alloy： status and perspective[J]. Journal of Aeronautical Materials，2014，34（4）：1-26.）
［33］许国(guo)栋(dong)，王(wang)凤(feng)娥(e). 高温钛(tai)合(he)金的发(fa)展和(he)应(ying)用(yong) [J]. 稀(xi)有金属(shu)，2008，32（6）：774-780.
（XU G D，WANG F E. Development and application on high-temperature Ti-based alloys[J]. Chinese Journal of Rare Metals，2008，32（6）：774-780.）
［34］萧今(jin)声(sheng)，许(xu)国(guo)栋(dong). 提高高(gao)温钛(tai)合金(jin)性(xing)能(neng)的(de)途(tu)径 [J]. 中(zhong)国有色金属学(xue)报，1997，7（4）：100-108.
（XIAO J S，XU G D. Several ways to improve mechan-ical properties of high-temperature Ti-based alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals，1997，7（4）：100-108.）
［35］ZHANG W J，SONG X Y，HUI S X，et al. Phase precip-itation behavior and tensile property of a Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-W-Si titanium alloy[J]. Rare Metals， 2015，37（12）：1064-1069.
［36］陈(chen)子勇，刘莹莹(ying)，靳艳芳，等(deng). 航(hang)空(kong)发(fa)动机(ji)用耐 650 ℃高(gao)温钛合(he)金(jin)研究(jiu)现状与进(jin)展 [J]. 航(hang)空(kong)制(zhi)造技(ji)术(shu)，2019，62（19）：22-30.
（CHEN Z Y，LIU Y Y，JIN Y F，et al. Research on 650℃ high temperature titanium alloy technology for aero-engine[J]. Aeronautical Manufacturing Technology，
2019，62（19）：22-30.）
［37］李(li)旭(xu)升，辛社伟(wei)，毛(mao)小南(nan)，等. 钛(tai)合(he)金(jin)氧(yang)化行为研(yan)究进(jin)展 [J]. 钛(tai)工(gong)业(ye)进(jin)展(zhan)，2014，31（3）：7-13.
（LI X S，XIN S W，MAO X N，et al. Progress in research oxidation behavior of titanium alloy[J]. Titanium Industry Progress，2014，31（3）：7-13.）
［38］BEWLAY B P，NAG S，SUZUKI A，et al. TiAl alloys in commercial aircraft engines[J]. Materials at High Tem-peratures，2016，33（4/5）：549-559.
［39］QU S J，TANG S Q，FENG A H，et al. Microstructural evolution and high-temperature oxidation mechanisms of a titanium aluminide based alloy[J]. Acta Materialia，2018，148：300-310.
［40］LI W，CHEN Z，LIU J，et al. Effect of texture on aniso-tropy at 600 ℃ in a near-α titanium alloy Ti60 plate[J].Materials Science and Engineering： A， 2017， 688： 322-329.
［41］SHEN J，SUN Y，NING Y，et al. Superplasticity induced by the competitive DRX between BCC beta and HCP alpha in Ti-4Al-3V-2Mo-2Fe alloy[J]. Materials Charac-terization，2019，153：304-317.
［42］ZHANG Z，FAN J，TANG B，et al. Microstructural evol-ution and FCC twinning behavior during hot deformation of high temperature titanium alloy Ti65[J]. Journal of Materials Science & Technology，2020，49：56-69.
［43］GUO R，LIU B，XU R，et al. Microstructure and mechan-ical properties of powder metallurgy high temperature titanium alloy with high Si content[J]. Materials Science and Engineering：A，2020，777：138993.
［44］杨(yang)冬(dong)雨，付(fu)艳(yan)艳，惠(hui)松(song)骁，等. 高强高(gao)韧钛合(he)金研究(jiu)与应用(yong)进展 [J]. 稀(xi)有金(jin)属，2011，35（4）：575-580.
（YANG D Y，FU Y Y，HUI S X，et al. Research and application of high strength and high toughness titanium alloy[J]. Chinese Journal of Rare Metals，2011，35（4）：575-580.）
［45］赵(zhao)永庆(qing)，马(ma)朝(chao)利(li)，常(chang)辉(hui)，等(deng). 1200 MPa 级新型(xing)高强(qiang)韧钛合(he)金(jin) [J]. 中国材料进展，2016，35（12）：914-918.
（ ZHAO Y Q， MA Z L， CHANG H， et al. New high strength and high toughness titanium alloy with 1200 MPa[J]. Materials China，2016，35（12）：914-918.）
［46］汪建林(lin). 高强度 β 钛(tai)合(he)金(jin)的(de)发展(zhan)和应(ying)用(yong) [J]. 上(shang)海(hai)钢(gang)研，2001（2）：25-33.
（WANG J L. Development and application of the high-strength β-titanium alloys[J]. Shanghai Steel & Iron Research，2001（2）：25-33.）
［47］张利(li)军，薛祥义，常(chang)辉(hui). 我国(guo)航空(kong)用(yong)变形钛(tai)合(he)金材(cai)料(liao)[J]. 中(zhong)国材料(liao)进(jin)展(zhan)，2012，31（8）：40-46.
（ZHANG L J，XUE X Y，CHANG H. Deformation of titanium alloy materials for China aircraft[J]. Materials China，2012，31（8）：40-46.）
［48］朱(zhu)知(zhi)寿，王新(xin)南，童(tong)路，等(deng). 航空(kong)用(yong)损伤容限(xian)型(xing)钛(tai)合金(jin)研(yan)究(jiu)与应用 [J]. 中国(guo)材(cai)料(liao)进(jin)展(zhan)，2010，29（5）：14-17，24.
（ZHU Z S，WANG X N，TONG L，et al. Research and application of damage tolerance titanium alloys for aero-nautical use[J]. Materials China， 2010， 29（ 5） ： 14-17，24.）
［49］FANNING J C. Properties of TIMETAL 555（ Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.6Fe） [J]. Journal of Materials Engineer-ing and Performance，2005，14（6）：788-791.
［50］张(zhang)翥，惠(hui)松(song)骁，刘伟(wei). 高强(qiang)高(gao)韧 TB10 钛合(he)金棒(bang)材研(yan)究(jiu)[J]. 稀(xi)有金属，2006，30（2）：221-225.
（ZHANG Z，HUI S X，LIU W. High strength and high toughness TB10 titanium alloy bars[J]. Chinese Journal of Rare Metals，2006，30（2）：221-225.）
［51］赵(zhao)永(yong)庆(qing). 我国创新研制的(de)主要船用钛合(he)金及(ji)其(qi)应用(yong)[J]. 中国(guo)材(cai)料进展，2014，33（7）：398-404.
（ZHAO Y Q. The new main titanium alloy used for ship-building developed in China and their applications[J].Materials China，2014，33（7）：398-404.）
［52］赵永(yong)庆，葛(ge)鹏. 我国自(zi)主研发钛(tai)合(he)金(jin)现(xian)状与(yu)进展(zhan) [J]. 航空材料学报，2014，34（4）：51-61.
（ZHAO Y Q，GE P. Current situation and development of new titanium alloys invented in china[J]. Journal of Aeronautical Materials，2014，34（4）：51-61.）
［53］SONG Z Y，SUN Q Y，XIAO L，et al. Effect of prestrain and aging treatment on microstructures and tensile prop-erties of Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al alloy[J]. Materials Sci-ence and Engineering：A，2010，527（3）：691-698.
［54］WAIN N，HAO X J，RAVI G A，et al. The influence of carbon on precipitation of α in Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr[J]. Materials Science and Engineering：A，
2010，527（29/30）：7673-7683.
［55］LU J，ZHAO Y，GE P，et al. Precipitation behavior and tensile properties of new high strength beta titanium alloy Ti-1300[J]. Journal of Alloys and Compounds， 2015，637：1-4.
［56］SHAO L，XIE G，LI H，et al. Combustion Behavior and Mechanism of Ti14 Titanium Alloy[J].Materials（Basel），2020，13（3）：682.
［57］CHEN Y N，HUO Y Z，SONG X D，et al. Burn-resistant behavior and mechanism of Ti14 alloy[J]. International Journal of Minerals， Metallurgy， and Materials， 2016，23（2）：215-221.
［58］曹京(jing)霞(xia)，黄旭(xu)，弭(mi)光(guang)宝，等(deng). Ti-V-Cr 系(xi)阻燃钛(tai)合金应(ying)用研究进(jin)展 [J]. 航空材料(liao)学报，2014，34（4）：92-97.
（ CAO J X， HUANG X， MI B G， et al. Research pro-gress on application technique of Ti-V-Cr Burn resistant titanium alloys[J]. Journal of Aeronautical Materials，2014，34（4）：92-97.）
［59］雷力明，黄(huang)旭(xu)，王(wang)宝，等(deng). 阻燃(ran)钛(tai)合(he)金(jin)的(de)研(yan)究和发展 [J].材料导(dao)报(bao)，2003（5）：21-23.
（LEI L M，HUANG X，WANG B，et al. Research and development of non-burning titanium alloys[J]. Materi-als Review，2003（5）：21-23.）
［60］黄(huang)旭(xu)，曹(cao)春(chun)晓(xiao)，王宝，等(deng). 阻燃钛(tai)合(he)金(jin) Alloy C[J]. 航空(kong)制造工程，1997（6）：24-26.
（HUANG X，CAO C X，WANG B，et al. Burn resistant titanium alloys Alloy C[J]. Aviation Maintenance &Engineering，1997（6）：24-26.）
［61］赖(lai)运金(jin)，张(zhang)平(ping)祥(xiang)，辛社伟(wei)，等(deng). 国(guo)内(nei)阻燃(ran)钛(tai)合(he)金工(gong)程(cheng)化(hua)技术研究(jiu)进展(zhan) [J]. 稀有金属(shu)材(cai)料与(yu)工程(cheng)，2015，44（8）：2067-2073.
（LAI Y J，ZHANG P X，XIN S W，et al. Research pro-gress on engineered technology of burn-resistant titanium alloys in China[J]. Rare Metal Materials And Engineer-ing，2015，44（8）：2067-2073.）
［62］孙(sun)欢(huan)迎(ying)，赵军，刘(liu)翊(yi)安，等(deng). 一种(zhong)新(xin)型(xing)低成(cheng)本阻燃(ran)钛(tai)合金的微(wei)观(guan)组(zu)织(zhi)与(yu)力学(xue)性能(neng) [J]. 稀有金(jin)属(shu)材(cai)料与工(gong)程，2019，48（6）：1892-1896.
（SUN H Y，ZHAO J，LIU Y A，et al. Microstructure and mechanical properties of a new type burn resistant titanium alloy with lower cost[J]. Rare Metal Materials
And Engineering，2019，48（6）：1892-1896.）
［63］张学敏(min). Ti40 阻燃合(he)金高(gao)温变形机(ji)理及(ji)开(kai)裂(lie)准(zhun)则(ze)研(yan)究[D]. 西(xi)安：西北工业(ye)大(da)学，2007.
（ ZHANG X M.High temperature deformation mechan-ism and fracture criteria of Ti40 burn resistant alloy[D].Xian：Northwestern Polytechnical University，2007.）
[64]赖运金，张(zhang)平祥(xiang)，张(zhang)赛(sai)飞(fei)，等(deng). 阻燃钛(tai)合金 Ti40 的(de)热(re)物(wu)理(li)性能及力学性能 [J]. 航空材料学(xue)报(bao)，2017，37（5）：22-28.
（LAI Y J，ZHANG P X，ZHANG S F，et al. Thermo-physical properties and mechanical properties of burn-res-istant titanium alloy Ti40[J]. Journal of Aeronautical
Materials，2017，37（5）：22-28.）
[65]赖(lai)运(yun)金，张(zhang)维(wei)，王(wang)晓(xiao)亮，等(deng). WSTi3515S 阻燃钛(tai)合金的(de)工程化制(zhi)备(bei)及力学(xue)性(xing)能(neng)研(yan)究(jiu) [J]. 钛(tai)工(gong)业进(jin)展，2015，32（6）：13-18.
（LAI Y J，ZHAG W，WANG X L，et al. Industrial manu-facturing and mechanical properties of WSTi3515S burn-resistant titanium alloy[J]. Titanium Industry Progress，2015，32（6）：13-18.）
［66］杨(yang)雯(wen)清. Ti-14Cu 阻(zu)燃合(he)金(jin)燃烧(shao)机理研(yan)究 [D].西安(an)：长(zhang)安大学(xue)，2018.
（YANG W Q. Research on burning mechanism of Ti-Cu alloy[D].Xi’an：Chang’an University，2018.）
［67］CHEN Y， YANG W， BO A， et al. Underlying burning resistant mechanisms for titanium alloy[J]. Materials & Design，2018，156：588-595.
［68］GALINDO-NAVA E I， RIVERA-DÍAZ-DEL-CASTILLO P E J. Thermostastitical modelling of deformation twinning in HCP metals[J]. International Journal of Plasticity，2014，55：25-42.
［69］黄朝(chao)文(wen)，葛鹏，赵永庆，等(deng). 低温钛(tai)合(he)金的研(yan)究进展(zhan) [J].稀(xi)有金属(shu)材(cai)料与(yu)工程(cheng)，2016，45（1）：254-260.
（HUANG C W，GE P，ZHAO Y Q，et al. Research pro-gress in titanium alloys at cryogenic temperatures[J].Rare Metal Materals and Engineering，2016，45（1）：254-260.）
［70］刘(liu)伟(wei)，杜(du)宇(yu). 低温(wen)钛(tai)合金的研(yan)究现状 [J]. 稀有(you)金属快报，2007（9）：6-10.
（ LIU W， DU Y. Research situation of the cryogenic titanium alloy[J]. Materials China，2007（9）：6-10.）
［71］曲玉(yu)福，袁(yuan)晓(xiao)光，谢(xie)华生，等. 低(di)温钛合(he)金(jin)的研究应(ying)用现状(zhuang)及(ji)发展趋(qu)势(shi) [J]. 机(ji)械(xie)工程与自动(dong)化(hua)，2009（1）：189-191.
（ QU Y F， YUAN X G， XIE H S， et al. Research and application development of titanium alloys at cryogenic temperature[J]. Mechanical Engineering & Automation，2009（1）：189-191.）
［72］郁炎，蒋(jiang)鹏，李士凯. 国(guo)内外低(di)温(wen)钛(tai)合金的开(kai)发与应(ying)用现(xian)状(zhuang) [J]. 材料开发(fa)与应(ying)用(yong)，2014，29（6）：118-122.
（YU Y，JIANG P，LI S K. Recent advances in the devel-opment and application of cryogenic titanium alloys[J].Development and Application of Materials， 2014，
29（6）：118-122.）
［73］范(fan)承亮(liang). 显(xian)微(wei)组(zu)织和(he)间隙元(yuan)素对(dui)近(jin) α 钛合金低(di)温塑韧性(xing)的(de)影(ying)响(xiang) [D]. 西安：西(xi)安(an)建筑科技大学，2004.
（FAN C L. On The effective of microstructure and inter-stitial content on plasticity and toughness of near α titanium alloy at cryogenic temperature[D]. Xi’an：Xi’anUniversity of Architecture & Technology，2004）
［74］张(zhang)智. CT20 钛合(he)金(jin)的(de)组织(zhi)与性能控制 [D]. 西(xi)安：西(xi)安建筑科技大学(xue)，2011.
（ ZHANG Z. 2011. The control on microstructure and properties of CT20 titanium[D]. Xi’an：Xi'an University of Architecture & Technology，2011.）
［75］刘(liu)志丹. TA7 和(he) TB2 及(ji) TC4 钛(tai)合(he)金低温准静(jing)态拉(la)伸行为研(yan)究 [D]. 哈(ha)尔滨：哈(ha)尔(er)滨(bin)工(gong)业大学，2019.
（LIU Z D. Quasi-static tensile behavior of TA7 TB2 and TC4 titanium alloys at low temperatures[D]. Harbin：Harbin Institute of Technology，2019.）
［76］曾(ceng)立英(ying)，邓(deng)炬，白保良，等. 连续纤(xian)维(wei)增强钛(tai)基复(fu)合(he)材料(liao)研究(jiu)概(gai)况(kuang) [J]. 稀有金(jin)属材料与工(gong)程，2000，29（3）：211-215.
（LIYING ZENG，JU DENG，BAOLIANG BAI，et al. A review of continuous fiber reinforced titanium alloy mat-rix composites[J]. Rare Metal Materials and Engineer-
ing，2000，29（3）：211-215.）
［77］陆盘金，周(zhou)盛(sheng)年. 国(guo)外连(lian)续纤(xian)维增强钛(tai)基(ji)复(fu)合材(cai)料(liao)的研究与(yu)发(fa)展(zhan) [J]. 航空制造(zao)工程(cheng)，1994（6）：35-37.
（LU P J，ZHOU S N. Research and development of con-tinuous fiber reinforced titanium matrix composites abroad[J]. Aviation Maintenance & Engineering，
1994（6）：35-37.）
［78］曹(cao)秀中(zhong)，韩(han)秀全(quan)，赵(zhao)冰(bing)，等(deng). SiC 纤(xian)维(wei)增强钛(tai)基复合材料研究(jiu)现(xian)状(zhuang)与(yu)展(zhan)望 [J]. 航空(kong)制造技(ji)术(shu)，2014（22）：109-112+115.
（ CAO X Z， HAN X Q， ZHAO B， et al. Research and prospect of SiC fiber-reinforced titanium matrix compos-ites[J].Aeronautical Manufacturing Technology，
2014（22）：109-112+115.）
［79］高昌(chang)前，赵(zhao)冰(bing)，韩(han)秀(xiu)全(quan)，等(deng). 连续 SiC 纤维增(zeng)强(qiang)钛基(ji)复(fu)合(he)材(cai)料(liao)高(gao)温(wen)变(bian)形(xing)研(yan)究(jiu) [J]. 航空(kong)制造技术，2015（增(zeng)刊 2）：36-38+42.
（ GAO C Q， ZHAO B， HAN X Q， et al. Deformation study of SiC fiber reinforced titanium composites at high temperature[J]. Aeronautical Manufacturing Techno-logy，2015（Suppl 2）：36-38+42.）
［80］王玉敏(min)，张(zhang)国兴，张(zhang)旭，等. 连续(xu) SiC 纤(xian)维(wei)增(zeng)强钛基(ji)复合(he)材(cai)料研究进展 [J]. 金属学(xue)报，2016，52（10）：1153-1170.
（ WANG Y M， ZHANG G X， ZHANG X， et al.Advances In SiC fiber reinforced titanium matrix com-posites[J]. Acta Metallurgica Sinica， 2016， 52（ 10） ：
1153-1170.）
［81］赵(zhao)冰(bing)，姜(jiang)波，高志勇，等. 连续 SiC 纤(xian)维(wei)增(zeng)强钛基复合(he)材料(liao)横(heng)向强(qiang)度(du)分(fen)析 [J]. 稀(xi)有(you)金(jin)属(shu)，2013，37（3）：372-377.
（ ZHAO B， JIANG B， GAO Z Y， et al. Transverse strength analysis of continuous SiC fiber reinforced titanium matrix composites[J]. Chinese Journal of Rare
Metals，2013，37（3）：372-377.）
［82］吕(lv)维洁(jie). 原位自(zi)生钛基(ji)复合(he)材料研(yan)究综(zong)述(shu) [J]. 中国材(cai)料(liao)进展，2010，29（4）：41-48，47.
（ LU W J. An Overview on the research of in-situ titanium matrix composites[J]. Materials China， 2010，29（4）：41-48，47.）
［83］LAGOS M A，AGOTE I，ATXAGA G，et al. Fabrication and characterization of titanium matrix composites obtained using a combination of self propagating high temperature synthesis and spark plasma sintering[J].Materials Science and Engineering：A，2016，655：44-49.
［84］XIANG J，HAN Y，LE J，et al. Effect of temperature on microstructure and mechanical properties of ECAPed（TiB+La2O3）/Ti-6Al-4V composites[J]. Mater-
ials Characterization，2018，146：149-158.
［85］CAI C，SONG B，QIU C，et al. Hot isostatic pressing of in-situ TiB/Ti-6Al-4V composites with novel reinforce-ment architecture， enhanced hardness and elevated tri-bological properties[J]. Journal of Alloys and Com-pounds，2017，710：364-374.
［86］LIU P，HAN Y，QIU P，et al. Isothermal deformation and spheroidization mechanism of（ TiB+La2O3） /Ti compos-ites with different initial structures[J]. Materials Charac-terization，2018，146：15-24.
［87］ZHANG B，ZHONG Z，YE J，et al. Microstructure and anti-penetration performance of continuous gradient Ti/TiB–TiB2 composite fabricated by spark plasma sinter-ing combined with tape casting[J]. Ceramics Interna-tional，2020，46（7）：9957-9961.
［88］YANG J，XIAO S，CHEN Y，et al. Microstructure evolu-tion during forging deformation of（TiB+TiC+Y2O3）/α-Ti composite：DRX and globularization behavior[J]. Journalof Alloys and Compounds，2020：827.
［89］QIU P，LI H，SUN X，et al. Reinforcements stimulated dynamic recrystallization behavior and tensile properties of extruded（TiB +TiC+La2O3）/Ti6Al4V
composites[J]. Journal of Alloys and Compounds，2017，699：874-881.
［90］SUN X，LI H，HAN Y，et al. Compressive response and microstructural evolution of bimodal sized particulates reinforced（ TiB+La2O3） /Ti composites[J]. Journal of Alloys and Compounds，2018，732：524-535.
［91］JIAO Y，HUANG L J，GENG L，et al. Strengthening and plasticity improvement mechanisms of titanium matrix composites with two-scale network microstructure[J].Powder Technology，2019，356：980-989.
［92］ZHANG F，WANG J，LIU T，et al. Enhanced mechan-ical properties of few-layer graphene reinforced titanium alloy matrix nanocomposites with a network architecture[J]. Materials & Design，2020：186.
［93］ZHANG F， LIU T. Nanodiamonds reinforced titanium matrix nanocomposites with network architecture[J].Composites Part B，2019，165：143-154.
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