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我国钛合金航空材料应用跨度之大超乎想象

钛合金航空材料是飞机制造的基础，没有高端技术制备的新材料，航空工业发展难以达到尖端，随着航空工业的发展和新型号的研制，航空材料的需求与以往相比有哪些变化?

随着航空工业发展，要求材料比强度越来越高，性能越来越好。现在复合材料和钛合金在飞机和发动机上的用量越来越多。比如复合材料，上世纪80年代在飞机上使用的还很少，但是这些年发展迅速。最新型的波音787客机复合材料占比已经到了50%，钛合金到了15%，在民用飞机领域打破了历史最高纪录。而之前的，波音777客机复合材料用量才10%，钛合金用量才8%，跨度之大超乎想象。

复合材料与钛合金是“最佳伴侣”，相辅相成，互相促进。复合材料含有碳纤维，应用中与铝合金之间有电位差，而随着时间推移铝合金会被慢慢腐蚀，降低飞机安全性能。因此，与复合材料接触使用的铝合金，就需由钛合金来代替，如复合材料的紧固件等零件。这些年来复合材料应用的大幅增加也会推动钛合金应用的增加。

复合材料和钛合金这些材料之所以得到大规模的应用发展，主要是两个原因，其一是随着材料研究及应用实践经验的积累，材料的性能和使用可靠性越来越好，其二是随着加工制造技术的发展，材料本身的价格也比以前大为降低。具体来说，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，经过多年试验，飞机很多部件已开始使用这些新的钛合金。例如，波音777客机同时使用了Ti1023、β21S、Ti153这三种牌号的β型钛合金，镗铣床这也是这三种牌号钛合金第一次同时在民用飞机上使用。空客A380客机起落架使用的Ti1023钛合金锻件有3.2吨重，4.2米长，是目前世界上最大的钛合金锻件。

钛合金航空材料所具有的的独特性能，让其应用前景更加广泛。以抗炮滑动开关击能力塑料套管为例，由于钛合金的抗炮击能力显著优于复合材料，美国F-22战斗机复合材料的用量由最初的44.7%纺丝机减至现在的24%，而钛合金用量则提高至41%。军机钛合金的使用量比民机多，也是出于增强战斗力的考虑。此外，另一具有断裂韧性高、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越来越多的重要原因。

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