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打造航空强国梦不可或缺钛材料

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来源: 作者: 2019-04-05 21:09:27

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打造航空强国梦

不可或缺钛材料

从20世纪50年代开始,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。该运用主要是利用了钛合金优良的综合力学性能、低密度和良好的耐蚀性,比如航空构件要求高抗拉强度并结合有良好的疲劳强度和断裂韧性。而钛合金的优良的高温抗拉强度、蠕变强度和高温稳定性也使之被应用于喷气式发动机上。提升飞机性能的关键之一就是要减轻飞机的结构重量,对结构轻量化等方面有增无减的刚性需求,使航空应用领域愈来愈离不开钛。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,运用它可以减轻飞机的重量,提高结构效力。

曹春晓表示,我国航空材料的发展水平也正在由材料大国向材料强国过渡。目前世界上已在使用的合金,我国基本上都具有研发出来的能力,而且还具有一些具有自主知识产权的合金件工艺技术。近10年来,我国的钛合金产业发展较快,钛材产量已列居世界第一位,整体钛合金发展水平也居于世界先进水平,但是目前国内的钛合金材料研究原始创新稍显不足,要在钛业大国的基础上,迈进钛业强国,需要提升自主创新能力,增强原始创新能力,研发一些具有自主知识产权的可以在国际上叫得响的航空材料。

当前复合材料和钛合金这些材料得到大规模的发展和运用,过去使用Ti-6AI-4V(TC4)钛合金,现在我们在继续使用的同时,还研发出强度等性能更高的钛合金新品种,经过多年实验,飞机很多部件已开始使用这些新的钛合金。另外,另外一具有断裂韧性高、疲劳裂纹扩展速率慢等特点的新品种合金高损伤容限钛合金的出现,也是飞机上的钛合金用量愈来愈多的重要缘由。

另一方面,复合材料与钛合金是最好伴侣,相辅相成,相互增进。复合材料含有碳纤维,运用中如果与铝合金接触,碳纤维与铝合金之间有电位差,而随着时间推移铝合金会被渐渐腐蚀,降低飞机安全性。因此,与复合材料接触使用的铝合金,就需由钛合金来代替以提高和保证飞机的安全性。

曹春晓总结道,钛合金越来越遭到广泛的运用主要原因有两个方面:一方面是因比强度高而减轻飞机的结构重量;另一方面是由于耐腐蚀性优秀。

谈及到飞机在严酷的海洋环境服役中如何防护时,曹院士说,由于钛合金具有很好的耐蚀性能,可以加大海洋服役环境中飞机的钛合金使用比重,但由于钛合金价格较高,出于经济斟酌,钛合金材料需用在刀刃上,在关键的部件上加大钛合金的使用比重,以保证海洋服役环境中飞机的稳定性和安全性。

后记:如今,中国的航空梦已经拨云而出。只要科研工作者心怀祖国、情系航空、志在超越、脚踏实地、创新图强、团结和谐,相信中国自主设计制造的一代又一代先进的飞机和航空发动机就一定能不断展现于世界航空之林。

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