TC4鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、小的密度、高的比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點，在航空航天、石油化工、造船、汽車，醫(yī)藥等部門都得到成功的應用。由于TC4鈦合金具有高比強度、較寬的工作溫度范圍和優(yōu)異的腐蝕抗力， 因而廣泛應用于航空工業(yè)。有關TC4鈦合金材料在航空工業(yè)的應用，巨偉鈦業(yè)整理相關資料，分享如下：

1、概述

由于TC4鈦合金具有高比強度、較寬的工作溫度范圍和優(yōu)異的腐蝕抗力，因而在航空及宇航工業(yè)得以   廣泛應用。20世紀50年代， 軍用飛機進入了超 音速時代， 航空發(fā)動機相應地進入噴氣發(fā)動機時代， 要求使用在室溫、中溫下具有更高比強度的新材料，原有的鋁、鋼結構已不能滿足新的需求，而TC4鈦合金恰恰在這一時期剛剛具備了工業(yè)生產(chǎn)能力，正適應了超音速軍機發(fā)展的需要  。

世界鈦市場中最大的用戶始終屬千航空，當今世界航空工業(yè)的興衰仍對TC4鈦合金的研究、生產(chǎn)和應   用起舉足輕重的作用。相應地， 衡最一個國家航空工業(yè)發(fā)展水平的一個重要標志就是航空用鈦的需求量占鈦總需求量的百分比。世界范圍內航空鈦加工材需求占鈦材總需求量的50%左右， 其中美國1990年至1997年期間航空航天工業(yè)的鈦材需求  量約占美國鈦材總需求量的70%,  在航空航天工業(yè)中民用 量又為軍用量的2倍多， 而我國鈦加工材應用千航空工業(yè)的份額不足  20%,    還有極大的發(fā)展空間。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和大飛機計劃的啟動， 先進大飛機及其發(fā)動機對高性能、低成本、  高效率、低污染提出了極高要求， 是先進航空TC4鈦合金材料和熱工藝發(fā)展的強大驅動力 。

2、目前現(xiàn)狀

由于碳復合材料和鈦合 金都具有密度 小、比強度高等優(yōu)異性能， 特別是TC4鈦合金與碳復合材料有很好的相容性， 因此，鈦是一種較理想的航空結構材料。就目前的趨勢來看， 越是先進的新型飛機， 越是寬體飛機，用鈦暈越大。

由于寬體A350客機碳復合材料用量大，所以用鈦量約lOOt,高于A380客機的90t。給出了A350客機用鈦的主要部位和部件，主要有起沿架、機翼結構、發(fā)動機懸架、機翼高壓沺管氣管、緊固件、 艙門、機艙面板或隔板、座椅 導軌、尾錐和輔助動力艙的隔熱屏等。不僅是機身， 目前大飛機用主流的高涵道比渦輪風扇發(fā)動機也大籃用鈦。軍機與民用飛機的用材趨勢相同， 而且用鈦的比例更高 。

3、研究進展

我國航空領域的鈦材需求最在世界航空領域的鈦材需求量中所占的比例很小 ，在我國鈦材總需求量中所占的比例也一直處于低位。2006 年航空領域鈦材需求 量在我國鈦材總需求 量中僅占9.7%

(1338.St),2007 年上升至17 .2%( 4061t),2008 年受經(jīng)濟危機影響，又回落到 12.8%( 3575t), 而世界領域內這一平均值為50%,美國更是達到 70% 。我國航空領域鈦材需求量在總需求量所占比例偏低的 主要原因有3條其一， 我國的民用干線飛機都是從 國外購買， 其二， 一些新型軍用飛機尚未批籃生產(chǎn)，其三， 已 批儂生產(chǎn)的軍用飛機的鈦用輩不高， 一般情況下， 機體小千等千5% ,發(fā)動機小于等千20 %( 所占結構的質戳分數(shù)） 。

中國大飛機、航天空間站、嫦娥計劃都會大量使用鈦材。尤其是大飛機項目， 鈦材的應用量將逐步增大。盡管我國鈦工業(yè)在近幾年里取得了長足發(fā)展 ， 基本上滿足了國內各項建設的需要 ， 但客觀地說， 我國鈦工業(yè)還不能立即完全滿足航空工業(yè)大發(fā)展對鈦材的各種需求。因此， 我國大飛機項目的啟動對我國鈦工業(yè)來說既是機遇， 更是挑戰(zhàn) 。

從20世紀50年代至80 年代， 國際上發(fā)展TC4鈦合金的主要方向是不斷提高性能以滿足工業(yè)發(fā)展需要 ， 特別是軍用飛機及其發(fā)動機減輕結構質霾的需要 ， 即所謂的“斤斤計較“甚至“克克計較“。雖然國我在高性能TC4鈦合金的研究方面取得了一些成就， 但是與國外相比，在高阻燃性能TC4鈦合金、高耐熱性能鈦合 金和高強度的近 B和B型TC4鈦合金等方面仍存在較大差距 。 而20世紀90年代蘇聯(lián)解體后 ， 雖然美英發(fā)展高性能TC4鈦合金的努力仍在繼續(xù)，但是勢頭已有所減緩，降低成本的呼聲越來越高，從“斤斤計較＇轉為“元元計較＂的氣氛越來越濃。

4、存在的問題

高用量與國外相比， 我國航空發(fā)動機鈦用最存在的差距比飛機機體的要小得多， 但要把航空發(fā)動機的鈦用量進一步提高至30 % 左右， 其難度仍相當大。

高性能 與其它航空結構材料一樣， 高性能是要 求其具有高性能的同時又具有良好 的 性能匹配， 即必須綜合考慮其力學性能、物理性能、化學性能、工藝性能和缺陷的可控性  。我國在航空用高性能TC4鈦合金方面的研究與 國外TC4鈦合金高性能方面的發(fā)展水平相比還存在一定的 差距。

低成本 國外在降低成本方面雖然取得了 一些成就， 但仍有許多領域有待研究和開發(fā)。以阻燃TC4鈦合金為例，美國發(fā)明的Alloy C雖然具有優(yōu)良的阻燃特性和高溫力學性能 ，但由于它需要添 加大量昂貴的和較差的可鍛性而導致價格很高， 因此只有在Fl19發(fā)動機中正式應用 ， 其他發(fā)動機均望而卻步 。至千國內TC4鈦合金產(chǎn)品在成本方面 的問題就更多了，由于管理和技術落后等原因， 產(chǎn)品價格在國際上競爭力差，在國內則不利千進 一步擴大應用。因此， 必須認真研討降低鈦產(chǎn)品成本的途徑， 確定近、中、長期發(fā)展規(guī)劃， 確立可降低成本的科研、開發(fā)和技改項目 ， 從而促進我國鈦資源的充分利用 ， 推動我國鈦產(chǎn)品的推廣應用。

5、結論與建議

對現(xiàn)有高品用TC4鈦合金進行成分調整或研制具有自主知識產(chǎn)權的新型高強韌TC4鈦合金，研發(fā)新的使用   溫度突破600°C的高溫TC4鈦合金，   降低TC4鈦合金成本等將成為航空用TC4鈦合金的研究及發(fā)展方向。大力開展計算機模擬和控制TC4鈦合金工藝、組織、性能的研究是我國TC4鈦合金領域提高質量和降低成本的根本措施。 此外， 嘗試用價格較低的合金元素取代較昂貴的金屬元素或改善加工工藝 以降低TC4鈦合金成本， 進一步擴大其使用范圍。一方面我們要奮起趕超國際高性能TC4鈦合金的先進水平，另一方面應認真研討降低鈦產(chǎn)品成本的途徑 ， 確立相應的科研、開發(fā)和技改項目， 從而促進我國鈦資源的充分利用， 推動我國鈦產(chǎn)品的推廣應用。

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