目前,緊固件用鈦合金材料使用溫度不高。在航空航天領(lǐng)域, 由于新型號飛機(jī)以及飛行器的飛行速度不斷提高, 要求材料的服役溫度也隨之提高。因此, 耐高溫鈦合金緊固件也是未來的發(fā)展趨勢, 尤其是在航天領(lǐng)域, 要求新型高溫鈦合金材料能夠在600~800 ℃短時服役。

通常采用Ti2AlNb合金替代較重的高溫合金, 其變形比較嚴(yán)重, 而采用Ti2AlNb合金替代其他鈦合金材料還是較重, 無法滿足減重要求; Ti-Al基金屬間化合物工藝塑性較差, 成熟度較差。所以未來緊固件用高溫鈦合金材料仍然以近α型和高鋁當(dāng)量的兩相鈦合金為主。

在高溫下, 鈦合金的強(qiáng)度和抗蠕變性能的提高主要依賴于Al, Sn, Zr的固溶強(qiáng)化作用,。然而受到鋁當(dāng)量限制的影響, 這些元素的含量不能無限地提高,。所以在適當(dāng)控制Al, Sn, Zr含量的情況下, 通過多元素復(fù)合合金化進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)化來設(shè)計鈦合金。β穩(wěn)定化元素Mo對高溫鈦合金的高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度有固溶強(qiáng)化作用, Nb, Cr和V也有類似的效果，少量β穩(wěn)定化元素的加入還可以防止合金脆化。此外, 鈦合金中Si的含量對性能至關(guān)重要, 加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%左右的Si后, 橢球形硅化物將非均勻、不連續(xù)地沉淀于α片邊界上, 能夠有效地阻礙位錯的運(yùn)動, 產(chǎn)生彌散強(qiáng)化作用, 使合金的抗蠕變性能大大提高。但是硅化物的出現(xiàn)同時對合金組織的熱穩(wěn)定性也產(chǎn)生了有害影響, 不僅降低合金的塑性, 而且會增強(qiáng)合金的有序化程度, 促進(jìn)Ti3Al相的生成。因此, Si含量應(yīng)控制在較低水平, 一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.5%。因此, 多元素復(fù)合強(qiáng)化仍然是新型高溫鈦合金材料設(shè)計的發(fā)展方向。