航空應用領域“三鈦爭艷”時代即將到來

科技日報訊 （記者唐婷）“鈦的大家庭包括三‘鈦’：常規鈦合金、鈦-鋁金屬間化合物和鈦基復合材料。從當前航空應用的角度看，還處于常規鈦合金‘一枝獨秀’，鈦-鋁金屬間化合物和鈦基復合材料‘含苞欲放’的階段。然而，從潛在航空應用的角度看，‘三鈦爭艷’的時代即將到來?！敝袊茖W院院士曹春曉表示。他是在21日舉行的中航工業航材院2014年度航空材料院士論壇上表述的。

中國工程院院士劉大響在致辭時指出，航空發動機性能的提高，在很大程度上是通過采用新結構、新材料和新工藝來實現的?，F代先進航空發動機性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技術的貢獻率約占50%—60%。“我們常講‘振興航空，動力先行’，關鍵技術研究先行，材料和工藝技術更要先行，特別是要加強新材料和新工藝技術的工程應用研究和試驗驗證”。

由于鈦合金的密度比鋼小得多，而強度又和鋼很接近，因此，它可以大大減輕飛機及其發動機的重量。曹春曉指出，結構輕量化和與之相關的“低油耗”是目前航空制造領域的競爭焦點之一，油耗多少直接體現了飛機及其發動機服役壽命期的經濟性和環保性的優劣。

“結構輕量化等方面有增無減的剛性需求，使航空應用領域越來越離不開鈦”。曹春曉舉例道，美國波音787飛機研制過程中，為達到減重2500千克的目標，波音公司不得不在2006—2007年期間再投入3億美元經費，研究在飛機某些部位用鈦合金取代鋁合金以解決超重問題，否則不能兌現減少燃油消耗20%的關鍵性承諾。波音787機體鈦合金用量達15%，創下民用客機機體鈦合金用量最高記錄。這一記錄有望被俄羅斯正在研制的新一代150座級的客機MS-21打破。MS-21機體鈦合金用量高達25%，計劃在2015年推出。我國一些飛機機體結構中的鈦合金用量也在不斷提高。我國商用支線客機ARJ21的鈦合金用量為4.8%，商用干線客機C919的鈦合金用量為9.3%，和波音777相比略高，波音777為7%—8%。

據介紹，近40名院士和200余名科研專家參加了本次論壇。論壇上，唐長紅、丁文江、柳百新、徐惠彬、李應紅等院士分別從航空技術、鎂稀土材料、鈦鋁、原子互作用多體勢與金屬玻璃等方面做了學術報告。