航空材料院士論壇：航空輕量化剛需離不開鈦合金
發(fā)布日期：2019-10-28 瀏覽量：
我國航空工業(yè)鈦合金研究和應(yīng)用的創(chuàng)始人之一、中科院院士、北京航空材料研究院研究員曹春曉在會上介紹道：“鈦的大家庭包括三‘鈦’：常規(guī)鈦合金、鈦－鋁金屬間化合物和鈦基復(fù)合材料。從當(dāng)前航空應(yīng)用的角度看，還處于常規(guī)鈦合金‘一枝獨(dú)秀’，鈦－鋁金屬間化合物和鈦基復(fù)合材料‘含苞欲放’的階段。然而，從潛在航空應(yīng)用的角度看，‘三鈦爭艷’的時代即將到來?！?/span>
鈦合金與鋁合金、鎂合金并稱為輕合金，具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)。同鋁合金、碳纖維之于汽車業(yè)一樣，鈦合金也是因?yàn)楹娇諛I(yè)輕量化需求得到了迅猛地發(fā)展。不同的是，汽車輕量化主要還是一個正在深入的概念，還不是一個決定生死的因素。而航空結(jié)構(gòu)材料輕量化和與之相關(guān)的“低油耗”是目前航空制造領(lǐng)域的競爭焦點(diǎn)，油耗多少直接體現(xiàn)了飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)服役壽命期的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的優(yōu)劣。在航空業(yè)對輕量化結(jié)構(gòu)材料的剛性需求刺激下，鈦合金必然可以得到長足的發(fā)展。
曹春曉介紹道：“美國波音787飛機(jī)研制過程中，為達(dá)到減重2500千克的目標(biāo)，波音公司不得不在2006至2007年期間再投入3億美元經(jīng)費(fèi)，研究在飛機(jī)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(xiàn)減少燃油消耗20%的關(guān)鍵性承諾。波音787機(jī)體鈦合金用量達(dá)15%，創(chuàng)下民用客機(jī)機(jī)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(jī)MS-21打破。MS-21機(jī)體鈦合金用量高達(dá)25%，計劃在2015年推出。而我國自主研發(fā)的大飛機(jī)C919鈦合金用量為9.3%，和波音777相比略高，波音777為7%至8%?！?/span>
而對于頗受世人關(guān)注的航空發(fā)動機(jī)問題，中國工程院院士劉大響在致辭時指出，航空發(fā)動機(jī)性能的提高，在很大程度上是通過采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝來實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)代先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技術(shù)的貢獻(xiàn)率約占50%至60%。
此外，唐長紅、丁文江、柳百新、徐惠彬、李應(yīng)紅等院士分別從航空技術(shù)、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(xué)術(shù)報告。
值得一提的是，7月21日航空材料院士論壇正值曹春曉院士80華誕，來自材料學(xué)界的約40位院士以及中科院、中國工程院、中國科協(xié)、中航工業(yè)集團(tuán)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等單位代表出席曹春曉80華誕紀(jì)念活動。
舉辦論壇的北京航空材料研究院隸屬于中航工業(yè)集團(tuán)，簡稱621所，中國航空工業(yè)唯一的材料研究機(jī)構(gòu)和中國最大的材料工程研究中心之一。
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