鈦合金具有密度低、熔點(diǎn)高、強(qiáng)度高、耐腐蝕、無(wú)磁性等特點(diǎn)，是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，下游可應(yīng)用范圍廣泛。極低溫鈦合金，是可以應(yīng)用在極低溫條件下的一類鈦合金。
按照組織形態(tài)來看，鈦合金可以分為α鈦合金、β鈦合金、α-β鈦合金三大類。其中，α鈦合金具有α型單相態(tài)，當(dāng)間隙雜質(zhì)元素含量極低時(shí)，可用作極低溫合金，具有良好的極低溫力學(xué)性能；α-β鈦合金的退火組織為α-β相，同樣具有良好低溫韌性。
在航天領(lǐng)域，火箭的重要燃料之一是液氫，液氫的溫度為-253℃，其存儲(chǔ)容器需要采用極低溫材料；氫泵葉輪是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，工作在20K溫度環(huán)境中，需要采用耐極低溫、高強(qiáng)度、高韌性的制造材料。
極低溫鈦合金可用來制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)氫罐、氫泵葉輪等結(jié)構(gòu)件，能夠降低火箭重量、提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比、減少燃料消耗。為滿足載人航天、星際探測(cè)等需求，重載火箭發(fā)射量不斷提高，受此影響，極低溫鈦合金在航天產(chǎn)業(yè)中發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/div>
前蘇聯(lián)（俄羅斯）、美國(guó)在極低溫鈦合金開發(fā)領(lǐng)域起步較早，研制的代表性產(chǎn)品例如BT5-1、TA7 ELI、TC4 ELI等。CT20（Ti-Al-Zr-Mo系）鈦合金，是由西北有色金屬研究院開發(fā)的、我國(guó)首個(gè)具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的極低溫鈦合金，是一種近α型極低溫鈦合金，可以應(yīng)用在20K極低溫環(huán)境下。
2023年2月，東北大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用微量稀土釔（Y）摻雜的Ti-3Al-3Mo-3Zr合金（wt%）進(jìn)行超低溫鈦合金部件的EB-PBF增材制造，提出增材制造的柱狀晶特征魏氏組織鈦合金樣品，具有最佳的超低溫塑性和強(qiáng)度匹配性，相關(guān)研究成果發(fā)表于《Additive Manufacturing》。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國(guó)政策仍在大力推動(dòng)極低溫鈦合金開發(fā)。2024年8月，工信部關(guān)于發(fā)布國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能制造技術(shù)與重大裝備”等16個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南的通知中，在先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料板塊，提出針對(duì)航天領(lǐng)域液氫發(fā)動(dòng)機(jī)等重大工程裝備對(duì)輕質(zhì)低溫合金的迫切需求，開展高性能極低溫鈦合金研究。
