燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)起源于1930年，最早是作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)研究的，目前在艦船上也廣泛使用。該發(fā)動(dòng)機(jī)體積小，重量輕，輸出功率大，不受燃料種類的影響，且排氣干凈、震動(dòng)小。
日本川崎重工于1974年開(kāi)始開(kāi)發(fā)200kW級(jí)的備用發(fā)電機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)，1994年以軸流壓縮機(jī)為結(jié)構(gòu)的世界頂級(jí)的6 000kW級(jí)常備發(fā)電機(jī)用燃?xì)廨啓C(jī)投入市場(chǎng)。這些燃?xì)廨啓C(jī)都使用了鈦材。
川崎重工生產(chǎn)的1 500kW級(jí)M1A—13燃?xì)廨啓C(jī)，有兩級(jí)使用了鈦合金葉輪，額定轉(zhuǎn)速22 000r／min。一級(jí)渦輪盤用Ti-6Al—4V鍛件(最大直徑450mm)，二級(jí)渦輪盤用高溫鈦合金Ti—6AI-2Sn—4Zr-2Mo鍛件。6000kW級(jí)的M7A-01燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速14 000r／min。其軸流壓縮機(jī)前半段低溫部分的動(dòng)葉片采用了比強(qiáng)度高、耐蝕性好的Ti-6Al-4V鍛件。
航空用燃?xì)廨啓C(jī)要求盡可能輕，故開(kāi)發(fā)了早期使用的Al合金和Mg合金。鈦合金批量生產(chǎn)最早的是50年代普拉特惠特尼公司的J—57噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)動(dòng)葉片及渦輪盤。目前，鈦合金制的精密鑄件也被使用，鈦合金的重量在最新式的燃?xì)廨啓C(jī)中已達(dá)到36％。適用部位有發(fā)動(dòng)機(jī)前部的大型風(fēng)扇動(dòng)葉片、壓縮機(jī)的動(dòng)、靜葉片、壓氣機(jī)盤、容納旋轉(zhuǎn)部件的外殼等。V2500渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦合金低壓壓氣機(jī)盤(最大直徑900mm)，使用了Ti—6Al-4V三次真空熔煉材。
該盤外圓鑲?cè)氲膲簹鈾C(jī)動(dòng)葉片也使用了Ti—6A1-4V。為追求輕量化，還用鈦合金制成了大型中空風(fēng)扇動(dòng)葉片，并已實(shí)用。V2500采用了Ti-6Al—4V風(fēng)扇外殼，外殼用鈦材為直徑1700mm、高820mm的圓桶形。高溫鈦合金的開(kāi)發(fā)擴(kuò)大了零件的適用范圍，典型的高溫鈦合金有Ti—6242Si、IMl829、IMl834及Ti-1100等，這使得燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的大部分都使用了鈦材。
鈦合金應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)，其材料的缺陷必須予以重視。1989年一架DC—10www.t0917.com飛機(jī)第二發(fā)動(dòng)機(jī)的Ti-6A1-4V風(fēng)扇盤破斷；1994年一架A300飛機(jī)起飛時(shí)第一發(fā)動(dòng)機(jī)的Ti—6A1-4V-2Sn-4Zr-2Mo高壓壓氣機(jī)盤破斷。兩起事故都是叫做硬質(zhì)α相的LDI(低密度氮化物夾雜)引起的疲勞龜裂發(fā)展所致。基于這種教訓(xùn)，便謀求高質(zhì)量的航空用鈦合金的熔煉技術(shù)的改進(jìn)和無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)。
采用傳統(tǒng)的三次真空電弧熔煉(VAR)之外，再進(jìn)行一次用電子束冷床爐或等離子冷床爐熔煉來(lái)去除LDI，這種熔煉技術(shù)巳被規(guī)定為熔煉方法的技術(shù)要求(美國(guó)航宇材料標(biāo)準(zhǔn)AMS4280)。
今后燃?xì)廨啓C(jī)用鈦材要求高強(qiáng)高溫化。γ-TiAｌ金屬間化合物是一種耐氧化、剛度和比強(qiáng)度都優(yōu)秀的輕質(zhì)耐熱材料。在實(shí)用化方面主要是針對(duì)鑄件的研究，已有計(jì)劃從1997年起將航空燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件的Ni基超合金非重要零件用γ-TiAｌ來(lái)代替。同時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)葉片的評(píng)價(jià)試驗(yàn)也在進(jìn)行中。T-TiAｌ若實(shí)用化，則不僅壓氣機(jī)全部，而且渦輪機(jī)部分也要使用鈦材。
鈦基復(fù)合材料(TMC)中，SiC長(zhǎng)纖維強(qiáng)化的TMC的比強(qiáng)度和比剛度都非常優(yōu)秀，現(xiàn)在正面向?qū)嵱没M(jìn)行各種零件的評(píng)價(jià)。這些TMC實(shí)用方面的最大問(wèn)題是制造成本和無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。