我國(guó)鈦合金航空材料應(yīng)用跨度之大超乎想象

　　隨著航空工業(yè)開(kāi)展，要求材料比強(qiáng)度越來(lái)越高，性能越來(lái)越好。如今復(fù)合材料和鈦合金在飛機(jī)和動(dòng)員機(jī)上的用量越來(lái)越多。比如復(fù)合材料，上世紀(jì)80年代在飛機(jī)上使用的還很少，但是這些年開(kāi)展迅速。較新型的波音787客機(jī)復(fù)合材料占比已經(jīng)到了50%，鈦合金到了15%，在民用飛機(jī)領(lǐng)域打破了歷史較高紀(jì)錄。而之前的，波音777客機(jī)復(fù)合材料用量才10%，鈦合金用量才8%，跨度之大超乎想象。

　　復(fù)合材料與鈦合金是“較佳伴侶”，相輔相成，相互促進(jìn)。復(fù)合材料含有碳纖維，應(yīng)用中與鋁合金之間有電位差，而隨著工夫推移鋁合金會(huì)被漸漸腐蝕，降低飛機(jī)平安性能。因此，與復(fù)合材料接觸使用的鋁合金，就需由鈦合金來(lái)替代，如復(fù)合材料的緊固件等零件。這些年來(lái)復(fù)合材料應(yīng)用的大幅增加也會(huì)推動(dòng)鈦合金應(yīng)用的增加。

　　復(fù)合材料和鈦合金這些材料之所以得到大規(guī)模的應(yīng)用開(kāi)展，主要是兩個(gè)起因，其一是隨著材料鉆研及應(yīng)用理論經(jīng)歷的積攢，材料的性能和使用牢靠性越來(lái)越好，其二是隨著加工制造技術(shù)的開(kāi)展，材料本身的價(jià)格也比以前大為降低。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，過(guò)去使用Ti-6AI-4V鈦合金，如今我們?cè)诶^續(xù)使用的同時(shí)，還研發(fā)出強(qiáng)度等性能更高的鈦合金新種類，經(jīng)過(guò)多年試驗(yàn)，飛機(jī)很多部件已開(kāi)端使用這些新的鈦合金。例如，波音777客機(jī)同時(shí)使用了Ti1023、β21S、Ti153這三種牌號(hào)的β型鈦合金，這也是這三種牌號(hào)鈦合金優(yōu)先次同時(shí)在民用飛機(jī)上使用?？湛虯380客機(jī)起落架使用的Ti1023鈦合金鍛件有3.2噸重，4.2米長(zhǎng)，是目前世界上較大的鈦合金鍛件。

　　鈦合金航空材料所具有的的共同性能，讓其應(yīng)用前景更加寬泛。以抗炮擊才干為例，由于鈦合金的抗炮擊才干顯著優(yōu)于復(fù)合材料，美國(guó)F-22戰(zhàn)斗機(jī)復(fù)合材料的用量由較初的44.7%減至如今的24%，而鈦合金用量則進(jìn)步至41%。軍機(jī)鈦合金的使用量比民機(jī)多，也是出于加強(qiáng)戰(zhàn)斗力的思考。此外，另一具有斷裂韌性高、疲勞裂紋擴(kuò)展速率慢等特點(diǎn)的新種類合金——高損傷容限鈦合金的呈現(xiàn)，也是飛機(jī)上的鈦合金用量越來(lái)越多的重要起因。