Met de verdere ontwikkeling van de lucht- en ruimtevaartindustrie en de voortdurende verkenning van de diepe ruimte zijn de prestatie-eisen van structurele onderdelen van ruimtevaartuigen voor materialen voor lage temperaturen verder toegenomen.
Aan de ene kant moeten de structurele materialen van ruimtevaartuigen voldoende sterkte en taaiheid hebben en uitstekende thermische eigenschappen bij lage temperaturen; aan de andere kant moeten de materialen, gezien de complexiteit van de vorm van structurele onderdelen van ruimtevaartuigen, goed verwerkbaar zijn. Vergeleken met traditionele materialen voor lage temperaturen hebben titaniumlegeringen een hogere vloeigrens bij lage temperaturen, die meer dan drie keer zo groot is als die van roestvrij staal. Tegelijkertijd is de dichtheid slechts 1/4 ~ 1/2 van roestvrij staal. Bovendien heeft de titaniumlegering ook een aantal voordelen, zoals een lage thermische geleidbaarheid, een kleine uitzettingscoëfficiënt en niet-magnetisme, waardoor het zeer geschikt is voor gebruik als nieuw materiaal voor lage temperaturen in de lucht- en ruimtevaart.
Momenteel zijn de lage temperatuur titaniumlegeringen die gewoonlijk in binnen- en buitenland worden gebruikt voornamelijk bijna-titaniumlegeringen en tweefasige titaniumlegeringen die een kleine hoeveelheid fase bevatten. Omdat het geen of slechts een kleine hoeveelheid fase bevat, is de plasticiteit van het proces slecht, waardoor het moeilijk wordt om complexe onderdelen zoals turbines te vormen.
Omdat de alfa-titaanlegering niet door warmtebehandeling kan worden versterkt, kan deze alleen worden gebruikt voor componenten met lagere spanningen, zoals pijpleidingen voor vloeibare waterstof, waterstofpompen, enz., en kan deze niet voldoen aan de eisen voor snel roterende componenten zoals waaiers. Tegelijkertijd zal, met de verdere ontwikkeling van de verkenning van de diepe ruimte, de stuwkracht van de waterstof-zuurstofmotor in de toekomst verder toenemen, wat vereist dat de lage-temperatuurcomponenten een grotere sterkte hebben. Daarom is de ontwikkeling van hoogwaardige titaniumlegeringen bij lage temperaturen dringend. Vergeleken met -titaniumlegeringen hebben -titaniumlegeringen een hogere sterkte en goede vervormbaarheid, en zijn ze geschikter voor complex gevormde onderdelen. Daarom is de ontwikkelingstrend van titaniumlegeringen bij lage temperaturen als volgt.
1) Ontwikkel titaniumlegeringen met een hogere sterkte en plasticiteit bij lage temperaturen om te voldoen aan de eisen van waterstof-zuurstofmotoren met grotere stuwkracht. Tegelijkertijd moeten we het onderzoek naar het vervormingsmechanisme bij lage temperaturen van titaniumlegeringen in de -fase verbeteren en de kritische omstandigheden voor de ductiel-brosse overgang van titaniumlegeringen in de -fase verduidelijken.
2) Ontwikkeling van goedkope titaniumlegeringen bij lage temperaturen voor civiel gebruik. Omdat titaniumlegeringen voor lage temperaturen strenge eisen stellen aan interstitiële elementen, wat tot hoge kosten leidt, worden ze momenteel zelden door burgers gebruikt. Daarom is het noodzakelijk om in de toekomst goedkope titaniumlegeringen voor lage temperaturen te ontwikkelen.
3) Ontwikkel nieuwe vormtechnologieën en verwerkingsmethoden om te voldoen aan de eisen van lucht- en ruimtevaartonderdelen. Als netto-near-shaping-technologie heeft poedermetallurgietechnologie aanzienlijke voordelen ten opzichte van traditioneel gieten, smeden en warmvormen. Bovendien moeten andere poedermetallurgische technologieën, zoals SPS-sinteren, poederspuitgieten, enz., aandacht en ontwikkeling krijgen.
