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钛合金新材料刺激航空工业的发展

Mar 22, 2017

在航空制造发展的过程中,材料的更换呈现高速变化,材料和飞机不断发展。 “生成材料,生成飞机”是世界航空发展历史的真实写照。 新材料是航空技术的重要基础,传统产业升级和高新技术产业发展为试点,航空业已成为最具活力和潜力的发展方向。 钛合金等新材料的开发应用,记者在采访曹中春春晓科学院之前。

记者:钛合金材料量的增加是飞机制造的基础,没有新材料的高端技术准备,航空业的发展难以达到尖端,随着航空工业的发展和发展新型航空材料需求与以前相比有哪些变化?


曹春晓:随着航空业的发展,材料实力的要求越来越高,性能更好。 现在越来越多的复合材料和钛合金用于飞机和发动机。 例如,复合材料在上个世纪80年代很少用于飞机,但这些年来发展很快。 最新版本的波音787复合材料占比达到了50%,钛合金在民用飞机领域总共达到了15%,创历史新高。 之前的波音777飞机复合材料消耗量只有10%左右,钛合金量只有8%左右,超出了想象的跨度。


这些材料的复合材料和钛合金是大规模应用开发,主要有两个原因:一是材料积累的实践经验,材料性能和可靠性的研究和应用; 二是随着制造技术的发展,材料本身远远低于以往的价格。 具体来说,过去使用Ti-6AI-4V(TC4)钛合金,我们不断使用的同时,也开发出了钛合金的新品种强度和更高的性能,经过多年的测试,很多飞机零件已经开始使用新钛合金。 例如,波音777飞机同时使用Ti1023,beta 21S,Ti153这些品牌的β钛合金,这是这三款等级的钛合金第一次使用民用飞机。空中客车A380飞机起落架采用Ti1023钛合金锻件3.2吨,长4.2米,是目前世界上最大的钛合金锻件。 钛合金具有独特的性能,因此其应用前景更加广泛。 以防脱壳能力为例,由于钛合金复合材料的抗脱壳能力优于美制F-22战斗复合材料,原材料从原来的44.7%提高到现在的24%,钛合金的数量提高到41 %。 使用飞机钛合金比民用飞机,也是为了增强战斗力的考虑。 另外,出现了具有高断裂韧性和低疲劳裂纹扩展速率的新型合金,是飞机上钛合金数量增加的主要原因。


铝合金还不可缺少的记者:钛合金和复合材料在航空应用中的应用越来越广泛,那么其他材料的发展又如何呢?


曹春晓:复合材料,钛合金,铝合金,钢和高温合金是五种候选材料的飞机和发动机,他们已经在竞争中相互促进,互补,不断发展。 虽然复合材料和钛合金在比强度和耐腐蚀性方面具有优势,但在该过程和经济性能中已经发现铝合金和钢的优点。 高温合金在航空发动机中占据最重要的位置。 还要指出,铝合金和钢铁一直在努力开发新的高性能新品种,不断提高竞争力。

因此,总体趋势是逐渐应用复合材料和钛合金,但铝合金和钢铁仍然是重要航空材料不可或缺的一环。 目前,世界上最大的航空锻件是铝合金锻件,在空中客车A380飞机上的翼梁上,采用品牌7085铝合金,锻造达6米以上,重达3.9吨。

记者:如8万吨大型锻压机这样大型重型设备出来,不仅是中国改造能力的提高,而且还提升了国力,发展航空材料有什么意义?


曹春晓:飞机和发动机的整体结构是现代航空设备发展的重要方向,整合不仅可以降低结构重量,提高可靠性,提高装配效率,而且降低成本。 谁能实现结构完整,谁能够迅速发展。


中国双重8万吨大型锻压锻造大型锻件,改变了机械连接或焊接制造的飞机结构件,为促进钛合金锻造和锻钢,整体非常重要。 8万吨大型锻压机比以往俄罗斯7.5万吨的世界最大的锻压机,无法解决大型锻件在中国可以做到的问题,我们变得强大,钛合金锻造的意义,航空力量主要权力。


除了8万吨大型锻压机可以生产大型锻件,促进锻件的整体结构(铝合金,钢,钛合金,高温合金精密锻造)在推动中起着重要的作用。