钛工业需加大航空钛材的科技创新力度

“一代材料技术，一代航空装备”是世界航空发展史的真实写照。钛合金是航空材料大家族中的重要成员，而发动机则是航空装备中起着关键作用的心脏。他对记者说，钛的问世极大地促进了航空发动机的发展，航空发动机的需求则强有力的牵引了钛的发展。两者之间谁也离不开谁的相互依赖、相互推动的辩证关系，成就了钛与航空发动机的不解之缘。

随着社会进步，钛合金在航空中的应用范围逐渐扩大。曹春晓介绍，美国NASA的预测，到2020年，Ti-Al金属间化合物在航空发动机上的应用量可能达到20%。除了GE、R.R、CFM等公司已正式在宽体和窄体客机上的发动机应用于低压涡轮叶片外，普惠公司军用发动机上也打算应用TiAl合金，他们早已完成F119发动机TiAl合金高压压气机叶片的试验验证，并开始用于F135发动机的热端部件。R.R公司未来推出的新型超扇发动机（UltraFan）将装配多级中压涡轮，其转动件将采用TiAl合金。GE公司还确定用Ti2AlNb合金代替In718合金制造高性能航空发动机的涡轮盘，以减重35%～45%。

航空发动机用550℃及以上的耐热钛合金体系基础研究不足、工程化进展缓慢，制约了耐热钛合金在新型号航空动力系统的装机应用；船舶及海洋工程用钛合金尚未建立完善的钛合金材料应用体系，目前国内钛合金牌号过于繁杂，现有性能数据积累无法有的放矢为设计部门提供选材依据；短流程、低成本的高性能钛合金棒材及锻件工程化制备技术研究不足；现有钛合金技术标准（国标、国军标）无法满足新合金牌号和当前应用的需求；原材料质量稳定性、钛合金铸锭熔炼用中间合金的成分均匀性和批次稳定性差，国内多元中间合金的开发、制备能力薄弱。

针对上述行业急需解决的问题，还需加大科技创新力度，提高海绵钛的稳定性和零级品率，提高先进钛合金及其加工技术，攻克钛及其合金加工材性能均匀性、稳定性、批量一致性的技术难题，促进钛加工材产品性能全面升级，从而实现由规模扩张的粗犷式增长向提升品质和技术含量的内涵增长的模式转变，以满足在航空航天、医疗和船舶等领域对高性能钛材的需求。我国在Ti-Al金属间化合物的基础研究、预先研究和应用研究方面已取得很重要的进展，中科院金属所、北京航空材料研究院等都已取得初步成果，相信未来一定能为我国自主研发的航空发动机作出重要贡献。