燃氣渦(wo)輪發(fa)動機起源于(yu)1930年，最早是(shi)作為航(hang)空發(fa)動機來研究(jiu)的，目前在艦船上也廣泛使用(yong)。該發(fa)動機體積(ji)小，重量輕(qing)，輸出功率大，不受燃料種類(lei)的影響，且排(pai)氣干凈、震動小。

日本川崎重工于1974年開(kai)始開(kai)發200kW級(ji)的(de)備(bei)用發電機(ji)燃氣輪機(ji)，1994年以軸(zhou)流(liu)壓縮機(ji)為結構的(de)世界(jie)頂(ding)級(ji)的(de)6000kW級(ji)常備(bei)發電機(ji)用燃氣輪機(ji)投入市場。這些燃氣輪機(ji)都使用了鈦材。

川(chuan)崎重工(gong)生產(chan)的(de)1500kW級M1A—13燃(ran)氣輪(lun)機，有兩級使用(yong)了鈦(tai)合(he)金葉(xie)輪(lun)，額定轉速22000r／min。一級渦輪(lun)盤用(yong)Ti-6Al—4V鍛件(jian)(jian)(最大直徑450mm)，二級渦輪(lun)盤用(yong)高(gao)溫鈦(tai)合(he)金Ti—6AI-2Sn—4Zr-2Mo鍛件(jian)(jian)。6000kW級的(de)M7A-01燃(ran)氣輪(lun)機的(de)轉速14000r／min。其軸流(liu)壓(ya)縮機前半(ban)段低溫部分的(de)動葉(xie)片采用(yong)了比強(qiang)度高(gao)、耐蝕性好的(de)Ti-6Al-4V鍛件(jian)(jian)。

航(hang)空用(yong)燃氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)要(yao)求盡可能(neng)輕，故(gu)開發(fa)了早期使用(yong)的(de)(de)(de)Al合(he)金(jin)和Mg合(he)金(jin)。鈦(tai)合(he)金(jin)批量(liang)生產最(zui)早的(de)(de)(de)是50年代普拉(la)特(te)惠特(te)尼公司(si)的(de)(de)(de)J—57噴(pen)氣(qi)發(fa)動機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)壓(ya)縮機(ji)(ji)(ji)動葉(xie)片(pian)及渦(wo)輪(lun)盤(pan)(pan)。目前(qian)，鈦(tai)合(he)金(jin)制的(de)(de)(de)精(jing)密鑄件也被(bei)使用(yong)，鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)重量(liang)在(zai)最(zui)新式(shi)的(de)(de)(de)燃氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)中已達(da)到36％。適(shi)用(yong)部位有(you)發(fa)動機(ji)(ji)(ji)前(qian)部的(de)(de)(de)大(da)型(xing)風扇動葉(xie)片(pian)、壓(ya)縮機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)動、靜(jing)葉(xie)片(pian)、壓(ya)氣(qi)機(ji)(ji)(ji)盤(pan)(pan)、容納旋轉部件的(de)(de)(de)外殼等。V2500渦(wo)輪(lun)風扇發(fa)動機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)鈦(tai)合(he)金(jin)低壓(ya)壓(ya)氣(qi)機(ji)(ji)(ji)盤(pan)(pan)(最(zui)大(da)直徑(jing)900mm)，使用(yong)了Ti—6Al-4V三(san)次真空熔煉(lian)材。

該盤外圓(yuan)鑲入的(de)(de)壓氣機動葉片也使(shi)用(yong)(yong)了Ti—6A1-4V。為追求輕量(liang)化(hua)，還(huan)用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)合金(jin)制成(cheng)了大型(xing)中空風(feng)扇動葉片，并已實用(yong)(yong)。V2500采用(yong)(yong)了Ti-6Al—4V風(feng)扇外殼(ke)，外殼(ke)用(yong)(yong)鈦(tai)(tai)材(cai)為直徑1700mm、高(gao)820mm的(de)(de)圓(yuan)桶形(xing)。高(gao)溫鈦(tai)(tai)合金(jin)的(de)(de)開發擴大了零件的(de)(de)適(shi)用(yong)(yong)范圍(wei)，典型(xing)的(de)(de)高(gao)溫鈦(tai)(tai)合金(jin)有(you)Ti—6242Si、IMl829、IMl834及Ti-1100等，這使(shi)得燃(ran)氣輪(lun)機壓氣機的(de)(de)大部分(fen)都使(shi)用(yong)(yong)了鈦(tai)(tai)材(cai)。

鈦合金應用于燃氣(qi)輪(lun)機(ji)，其(qi)材料(liao)的(de)(de)(de)缺陷必(bi)須予以重視。1989年一(yi)(yi)架(jia)DC—10飛機(ji)第二發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)Ti-6A1-4V風扇盤破(po)斷；1994年一(yi)(yi)架(jia)A300飛機(ji)起飛時第一(yi)(yi)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)Ti—6A1-4V-2Sn-4Zr-2Mo高(gao)壓壓氣(qi)機(ji)盤破(po)斷。兩(liang)起事故都(dou)是叫(jiao)做(zuo)硬質α相的(de)(de)(de)LDI(低密度(du)氮化物夾雜(za))引起的(de)(de)(de)疲勞龜(gui)裂發(fa)(fa)展(zhan)所(suo)致。基于這種教訓(xun)，便(bian)謀求高(gao)質量的(de)(de)(de)航(hang)空用鈦合金的(de)(de)(de)熔煉(lian)技術(shu)的(de)(de)(de)改進和無損檢測技術(shu)的(de)(de)(de)改進。

采用(yong)傳統的(de)三次真空電(dian)弧熔煉(lian)(VAR)之外，再進行一次用(yong)電(dian)子束冷床爐(lu)或(huo)等(deng)離子冷床爐(lu)熔煉(lian)來(lai)去(qu)除LDI，這(zhe)種熔煉(lian)技(ji)(ji)術巳被規定(ding)為熔煉(lian)方法的(de)技(ji)(ji)術要(yao)求(美國航宇材料標準AMS4280)。

今后燃氣輪機用鈦(tai)材(cai)要(yao)求高(gao)(gao)強高(gao)(gao)溫化(hua)(hua)。γ-TiAｌ金(jin)屬間化(hua)(hua)合物是(shi)一種耐氧化(hua)(hua)、剛(gang)度和比(bi)強度都優(you)秀的(de)輕質(zhi)耐熱材(cai)料。在實用化(hua)(hua)方面主要(yao)是(shi)針對鑄件(jian)(jian)(jian)的(de)研究(jiu)，已(yi)有(you)計劃從1997年起將航空(kong)燃氣輪機高(gao)(gao)溫部件(jian)(jian)(jian)的(de)Ni基超合金(jin)非重要(yao)零件(jian)(jian)(jian)用γ-TiAｌ來代替。同時(shi)燃氣輪機動(dong)葉片(pian)的(de)評(ping)價試(shi)驗也在進行(xing)中。T-TiAｌ若實用化(hua)(hua)，則不僅(jin)壓(ya)氣機全(quan)部，而且渦(wo)輪機部分也要(yao)使用鈦(tai)材(cai)。

鈦基復合材(cai)料(TMC)中，SiC長纖(xian)維強(qiang)化(hua)的TMC的比強(qiang)度和比剛度都(dou)非常優秀，現(xian)在(zai)正(zheng)面(mian)向實用(yong)(yong)化(hua)進(jin)行各(ge)種零件(jian)的評價。這(zhe)些TMC實用(yong)(yong)方面(mian)的最大問(wen)題(ti)是制造成(cheng)本和無(wu)損(sun)檢測技術。