航空应用领域“三钛争艳”时代即将到来

科技日报讯 （记者唐婷）“钛的大家庭包括三‘钛’：常规钛合金、钛-铝金属间化合物和钛基复合材料。从当前航空应用的角度看，还处于常规钛合金‘一枝独秀’，钛-铝金属间化合物和钛基复合材料‘含苞欲放’的阶段。然而，从潜在航空应用的角度看，‘三钛争艳’的时代即将到来。”中国科学院院士曹春晓表示。他是在21日举行的中航工业航材院2014年度航空材料院士论坛上表述的。

中国工程院院士刘大响在致辞时指出，航空发动机性能的提高，在很大程度上是通过采用新结构、新材料和新工艺来实现的。现代先进航空发动机性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技术的贡献率约占50%—60%。“我们常讲‘振兴航空，动力先行’，关键技术研究先行，材料和工艺技术更要先行，特别是要加强新材料和新工艺技术的工程应用研究和试验验证”。

由于钛合金的密度比钢小得多，而强度又和钢很接近，因此，它可以大大减轻飞机及其发动机的重量。曹春晓指出，结构轻量化和与之相关的“低油耗”是目前航空制造领域的竞争焦点之一，油耗多少直接体现了飞机及其发动机服役寿命期的经济性和环保性的优劣。

“结构轻量化等方面有增无减的刚性需求，使航空应用领域越来越离不开钛”。曹春晓举例道，美国波音787飞机研制过程中，为达到减重2500千克的目标，波音公司不得不在2006—2007年期间再投入3亿美元经费，研究在飞机某些部位用钛合金取代铝合金以解决超重问题，否则不能兑现减少燃油消耗20%的关键性承诺。波音787机体钛合金用量达15%，创下民用客机机体钛合金用量最高记录。这一记录有望被俄罗斯正在研制的新一代150座级的客机MS-21打破。MS-21机体钛合金用量高达25%，计划在2015年推出。我国一些飞机机体结构中的钛合金用量也在不断提高。我国商用支线客机ARJ21的钛合金用量为4.8%，商用干线客机C919的钛合金用量为9.3%，和波音777相比略高，波音777为7%—8%。

据介绍，近40名院士和200余名科研专家参加了本次论坛。论坛上，唐长红、丁文江、柳百新、徐惠彬、李应红等院士分别从航空技术、镁稀土材料、钛铝、原子互作用多体势与金属玻璃等方面做了学术报告。