更强、更轻的TiAl合金

2009年巴黎空展上GE展出的GEnX。图片来源:Wikipedia

能源危机与环境污染的交叠作用正迫使我们重新审视着未来的发展,物质需求的满足与资源环境的透支往往以正比例的方式呈现在我们面前,而最近几年新材料的蓬勃发展将有可能彻底改变这种令人沮丧的“数学关系”。新材料的涌现不仅在扩展我们获取能源的途径,同时也在改变我们利用传统能源的思路。当下一代的锂电池、燃料电池、太阳能电池还处于实验室研发阶段时,升级现有材料将使传统能源利用效率得以提升,从而减缓污染,这在交通运输业中显得尤其明显。

交通工具的轻量化已成为减排的重要策略之一,新合金已经展现出优于传统钢铁材料的特性。全新一代的路虎揽胜已采用了全铝合金车身,通用电气开发低压力涡轮机(GEnX)则由钛铝(TiAl)合金打造。近期发表在Advanced Engineering Materials上的一篇综述中,来自奥地利的里欧本矿治大学(Montanuniversitaet Leoben)的Helmut Clemens与Svea Mayer就为我们阐述了有关TiAl合金的设计、工艺、显微组织、性能及应用

TiAl合金拥有诸多优势,例如其较低的密度和良好的强度,特别是其在750度时才出现蠕变现象。不仅如此,该合金还具备了抗氧化与自燃的特性。TiAl合金作为一种复杂的多相材料可通过铸造、粉末冶金等方式加工,每一种加工工艺和热处理方式会导致其具备特定的显微组织。虽然汽车与航空工业在不断推进这种合金材料的应用,但其仍需得到进一步的开发,比如其高温服役行为与表面处理工艺等。

Xu Guangchen About Xu Guangchen

MaterialsViewsChina专栏作者,同时为WILEY出版集团旗下的材料科学类期刊提供作者服务。