鈦的缺點(diǎn)就是耐磨性差，表面易產(chǎn)生麻面等缺陷，目前，難以適用于滑動(dòng)機(jī)械部件。目前正在積極研究開發(fā)種種表面處理方法。適用于鈦表面處理的方法有鍍Cr、Ni為代表的濕式鍍膜法、熱擴(kuò)散法、堆焊法和濺射法等，最近比較先進(jìn)的方法是CVD、PVD、PCVD表面強(qiáng)化法。1.濕式鍍膜：主要用鍍Cr、Ni-P法，(直接在鈦上鍍Cr困難，通常在鈦基體先鍍Ni，再鍍Cr。電解法成膜速度快，厚度數(shù)微米，(裝飾性鍍層僅1um)。是一種有效的耐磨表面處理方法。2.熱擴(kuò)散法：廣泛用于鋼鐵材料的硬化處理的滲碳、氮化及硼化等熱擴(kuò)散工藝，最近也被用于鈦。主要介紹一下離子氮化法與氣體氮化不同，是采用輝光放電等離子體破壞鈦表面氧化膜，因此氮化前處理，不須除去氧化膜的機(jī)械研磨、酸洗，而且氮化效率高。鈦在850度，氮化膜厚從0.7um增至5.0um，表面硬度達(dá)1200—1600Hv，具有良好的耐膜性。3.堆焊法：利用等離子轉(zhuǎn)移弧進(jìn)行鈦表面堆焊硬化改性也具有優(yōu)良的耐磨性。方法簡(jiǎn)單，被處理材無須整個(gè)高溫下暴露，可防止力學(xué)性能的下降，。但須二次加工。僅局現(xiàn)于處理較厚的大型工件。4.濺射法：利用等離子流高速空氣射流，使滴下的熔融金屬噴鍍?cè)诒惶幚聿谋砻娴姆椒?，不須真空，可在大氣中處理，生產(chǎn)效率高。但鍍膜的密合度不夠。

 

中國(guó)新型鈦鋁合金實(shí)現(xiàn)性能三大突破。航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為飛機(jī)的心臟，其中，渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中最關(guān)鍵的核心部件，其承溫能力直接決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，尤其是推重比。傳統(tǒng)鎳基合金雖然各方面性能都不錯(cuò)，但是它最大的缺點(diǎn)是太重，直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的能效比得不到提高。有關(guān)專家表示，PST鈦鋁合金使用溫度達(dá)900℃以上，已經(jīng)可以與鎳基合金同臺(tái)競(jìng)技，它不僅可用于葉片，還有望用在渦輪盤、高壓壓縮渦輪等部件上。一種新型材料從實(shí)驗(yàn)室到裝上飛機(jī)，還有漫長(zhǎng)的道路要走。據(jù)估計(jì)，PST鈦鋁合金實(shí)現(xiàn)應(yīng)用還有5~10年。

 

日前，南京理工大學(xué)陳光教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)家973計(jì)劃等資助下，經(jīng)長(zhǎng)期研究，在新型航空航天材料鈦鋁合金方面取得跨越性突破。其室溫拉伸塑性、屈服強(qiáng)度、高溫抗蠕變性能、承溫能力等關(guān)鍵性能指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先，超過美國(guó)同類材料1～2個(gè)數(shù)量級(jí)2016美國(guó)奧蘭多國(guó)際航空航天展覽會(huì)。2007年，波音787飛機(jī)試飛成功。這種新型飛機(jī)可節(jié)油20%，氮化物(NOx)排放量減少80%，噪音顯著降低，從而引發(fā)全球關(guān)注。這種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)由美國(guó)通用電氣(GE)公司研制，采用Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下簡(jiǎn)稱4822)合金替代鎳基高溫合金，制造出最后兩級(jí)低壓渦輪葉片。這是鈦合金首次應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上。GE公司采用的4822合金也稱不上完美，它的室溫拉伸塑性不到2%，雖然足以傲視其他金屬間化合物，但它跟鎳基合金比起來還是顯得太脆了。因此，GE公司把它用在了環(huán)境溫度、危險(xiǎn)系數(shù)最低的末端兩級(jí)葉片上，這樣即使發(fā)生折斷也不會(huì)導(dǎo)致整架飛機(jī)失控。美國(guó)人這么做是看重鈦鋁合金的密度僅為鎳基合金的一半。在以克為減重單位的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上，GE公司使單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)減重約200磅，成為當(dāng)時(shí)航空與材料領(lǐng)域轟動(dòng)性的進(jìn)展。因此，鈦鋁合金成為目前公認(rèn)的替代鎳基高溫合金的最佳新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。