新聞導讀(dú)：在航空(kōng)制(zhì)造發展的(de)過程中，材×∏料的(de)更新換代呈現(xiàn)出高(gāo)速的(de)更叠變換，材料和(hé)®​↔δ飛(fēi)機(jī)一(yī)直在相(xiàng)互推動下(xià)不(b'≈"ù)斷發展。“一(yī)代材料，一(yī)代飛(fēi)機(jīε÷>©)”正是(shì)世界航空(kōng)發展史的(de)一(yīγ☆)個(gè)真實寫照(zhào)。而新材料是(sh♠≈ì)航空(kōng)技(jì)術(shù)的(Ω¥←±de)重要(yào)基礎，是(shì)傳統産業(yè)φ•™₹升級換代和(hé)高(gāo)新技(jì)術(shù)産業(‍∏yè)發展的(de)先導，成為(wèi)航空¥♠₹§(kōng)工(gōng)業(yè)發展中最具活力和(hé)發展潛力的(de)領域。

　　在航空(kōng)制(zhì)造發展的(de)過程中，材料的(de)更新換代呈現(xiàn✔ ★)出高(gāo)速的(de)更叠變換，材料和(hé)飛(fēi)機(jī)一(yī←≠•)直在相(xiàng)互推動下(xià)不(bù)斷發展。“一(yī)代材料，一(y>ε©ī)代飛(fēi)機(jī)”正是(shì)世界航空(kōng)發展π∑史的(de)一(yī)個(gè)真實寫照(z¥↔δhào)。而新材料是(shì)航空(kōng)技(jì)術(§φ≈♣shù)的(de)重要(yào)基礎，是(shì)傳統産業(yè)升級換代和(hé)高(gāo)新♣★技(jì)術(shù)産業(yè)發展的(de)先導，成為(wèi)航空(kōng)工(gōnγ ¥§g)業(yè)發展中最具活力和(hé)發展潛力的(↑ ∏de)領域。就(jiù)钛合金(jīn)等航空(kōng)新材料的π♦(de)發展應用(yòng)情況，記者日(rì)前專§σ訪了(le)中國(guó)科(kē)學院院∑γ士曹春曉。

　　钛合金(jīn)用(yòng)量日(rì)益增加
　　記者：材料是(shì)飛(fēi)機(φ©≥jī)制(zhì)造的(de)基礎，沒有(yǒu)←™φ高(gāo)端技(jì)術(shù)制(zhì)φ÷₽★備的(de)新材料，航空(kōng)工(׶✘→gōng)業(yè)發展難以達到(dào)尖端，随著(zhe​↔Ω‌)航空(kōng)工(gōng)業(yè)的(de)發展和(hé)新型号的(de)研制(zh£ →£ì)，航空(kōng)材料的(de)需求與以往相(xià¥≠®ng)比有(yǒu)哪些(xiē)變化(Ω®♣φhuà)？
　　曹春曉：随著(zhe)航空(kōng)工(gōng)業(yè)₩§ ✔發展，要(yào)求材料比強度越來(lái)越高(gāo♥₽ ♦)，性能(néng)越來(lái)越好(hǎo)。現(xiàn)在複合材料和(hé)钛合€¥α₽金(jīn)在飛(fēi)機(jī)和(hé)發動機(jī)上(sh™≠•σàng)的(de)用(yòng)量越來(lái)越多(duō)。比如(rú←₽ )複合材料，上(shàng)世紀80年(₩♦λnián)代在飛(fēi)機(jī)上(shàng)★δ使用(yòng)的(de)還(hái)很(hěn)少(shǎo)，但(★↓₹dàn)是(shì)這(zhè)些(xiē)年(nián)發展迅速。最新型的(de)波音(y¥↓ īn)787客機(jī)複合材料占比已經到(dào)了(le)50%，钛合金(j§α÷īn)到(dào)了(le)15%，在民(mín)用(yòng)飛(fēi)機(jī)領域打♥≤∏破了(le)曆史最高(gāo)紀錄。而之前的(de)波音(yīn)777客‍✔β♣機(jī)複合材料用(yòng)量才10%，钛合金(jīn)用(yòng)量才8%，跨度之大(&>↑¶dà)超乎想象。

　　複合材料和(hé)钛合金(jīn)這(zhè)些(xiē)材料之所以得(de)到(dào)大&>≠©(dà)規模的(de)應用(yòng)發展，主要(yào ✔¥)有(yǒu)兩個(gè)原因：其一(yī)是(shì)随著(zhe)材料研究及應✔π☆用(yòng)實踐經驗的(de)積累，材料的 ↓€(de)性能(néng)和(hé)使用(yòng) >☆±可(kě)靠性越來(lái)越好(hǎo)；其二是(shì)随著(zhe)加工(gōng)制(z¥→←hì)造技(jì)術(shù)的(de)發展，材料本身(shēn)的(d πe)價格也(yě)比以前大(dà)為(wèi)降低(dī)。具體(✔✔ ™tǐ)來(lái)說(shuō)，過去(qù)使用(yòng☆¶©')Ti-6AI-4V（TC4）钛合金(jīn)★←₩≈，現(xiàn)在我們在繼續使用(yòng)的'λ&∞(de)同時(shí)，還(hái)研發出強度等性能(néng)更高(gāo)的✔✔​(de)钛合金(jīn)新品種，經過多(duō)年(nián)試驗，飛(fēi)機(≈↕jī)很(hěn)多(duō)部件(ji ∑£àn)已開(kāi)始使用(yòng)這(zhè)些(xiē)新的σ&(de)钛合金(jīn)。例如(rú)，波音(yīn)7φ¥φ↕77客機(jī)同時(shí)使用(yòng)了(le)Ti102 >3、β21S、Ti153這(zhè)三種β↔Ω牌号的(de)β型钛合金(jīn)，這(zhè)也(yě)✔ 是(shì)這(zhè)三種牌号钛合金(jīn)第一(yī)次同時(•♥∏shí)在民(mín)用(yòng)飛(fēi)機(jī)上(₽↕shàng)使用(yòng)。空(kōng>♠)客A380客機(jī)起落架使用(yòng)的(de)Ti1023钛合金(jīn)鍛件(jià≤™n)有(yǒu)3.2噸重，4.2米長(cháng)，是(shì)目前世界上(sh≈ àng)最大(dà)的(de)钛合金(jīn)鍛件(jiàn)。钛∞§合金(jīn)所具有(yǒu)的(de)的(de)獨特性能(néng‍λ)，讓其應用(yòng)前景更加廣泛。以抗炮擊能(néng)力¶∏為(wèi)例，由于钛合金(jīn)的(de)抗炮擊能(néng)力顯著優于複合材料，美(měi×®★)國(guó)F-22戰鬥機(jī)複合材料的(de)γ​δ♥用(yòng)量由最初的(de)44.7%減至現('≠↓¶xiàn)在的(de)24%，而钛合金(jīn)用(yòng)量則提高(gāo)至4✘£"1%。軍機(jī)钛合金(jīn)的(de→φ)使用(yòng)量比民(mín)機(jī)多σ→(duō)，也(yě)是(shì)出于增強戰鬥力的(de)✔÷&∏考慮。此外(wài)，另一(yī)具有(yǒu)斷裂韌性高(gāo)、疲勞裂 ×£紋擴展速率慢(màn)等特點的(de)新品種合金(jīn)——高(gāo)損傷容限钛合↕‍£¶金(jīn)的(de)出現(xiàn)，也(yě)是(shì)飛↑↑→→(fēi)機(jī)上(shàng)的(de)钛合金(j✔$īn)用(yòng)量越來(lái)越多(duō'¶σ)的(de)重要(yào)原因。
　　從(cóng)另一(yī)個(gè)角度來(lái)說(shuō)，複合材•$≤料與钛合金(jīn)是(shì)“最佳伴侶”>δ≥¶，相(xiàng)輔相(xiàng)成，互相(xiàng)促進。複合材™¥>料含有(yǒu)碳纖維，應用(yòng)中與鋁合金(jα¥ ♥īn)之間(jiān)有(yǒu)電(diàn)位差，而随著(zhe)時(shí∏ )間(jiān)推移鋁合金(jīn)會(huì÷☆)被慢(màn)慢(màn)腐蝕，降低(dī)飛≥✔(fēi)機(jī)安全性能(néng)。因此，與複合材®>料接觸使用(yòng)的(de)鋁合金(jīn)，就(jiù)需由钛合金(jī✘←n)來(lái)代替，如(rú)複合材料的(de)緊固件(jiàn)等零件(jiàn)。這(÷δzhè)些(xiē)年(nián)來(lái)複合材料應用(yòng)的(d♣® ₹e)大(dà)幅增加也(yě)會(huì)推動钛合金(jīn)應用α↔γ(yòng)的(de)增加。

　　鋁合金(jīn)依然不(bù)可(kě)或缺
　　記者：钛合金(jīn)和(hé)複合材料在航空(kō←∑φ₹ng)中的(de)應用(yòng)越來(lái)越廣泛，那(nà)麽其他(tā)材料的(dβΩ©☆e)發展情況又(yòu)如(rú)何呢(ne)？
　　曹春曉：複合材料、钛合金(jīn)、鋁×←©合金(jīn)、鋼和(hé)高(gāo)溫合金(jīn)是(shì)飛(fφ↑₹€ēi)機(jī)及發動機(jī)的(de)五大(dà)候選材δφ"¶料，它們一(yī)直在競争中互相(xiàng)促進，優勢互補，不(bù)斷發®$£展。雖然，複合材料和(hé)钛合金(jīn)會(huì)在比<>強度、抗腐蝕性能(néng)等方面具有(yǒu)優勢，但(dàn)鋁合金(jīn)ε★★和(hé)鋼在工(gōng)藝性能(néng)和(hé)經濟性能(néng)等方面具有(y&¥ǒu)優勢。高(gāo)溫合金(jīn)則在®∑航空(kōng)發動機(jī)上(shàng)占✘↑有(yǒu)公認的(de)首要(yào)地(dì)位。還(hái)必須指出 §的(de)是(shì)，鋁合金(jīn)和(hé)鋼一(yī)直在努力發展新☆∑的(de)高(gāo)性能(néng)新品種而不(bùσ✘↕)斷提高(gāo)其競争力。

　　因此，目前總的(de)趨勢是(shì)複合材"✔™料和(hé)钛合金(jīn)應用(yòng)≠≠•↕逐漸廣泛，但(dàn)鋁合金(jīn)和(hé)鋼依然是(shì<>>£)不(bù)可(kě)或缺的(de)重要(yào)航空(kōng)材料。目前世界上(shàγλ<ng)最大(dà)的(de)航空(kōng)鍛件(jiàn)就(jiù)是(shì)鋁合©∏Ω€金(jīn)鍛件(jiàn)，在空(kōng)客A380客機(jī)機(jī)£®翼上(shàng)的(de)一(yī)根梁，使用(yòng)牌号為(wèi)7✔∞085的(de)鋁合金(jīn)，鍛件(jiàn)長(cháng)達6¶σ米多(duō)，重達3.9噸。

　記者：像8萬噸大(dà)型模鍛壓機(jī)這(>×  zhè)樣的(de)大(dà)型重型裝備紛紛問(wèn)世，不(bù)僅是(shì)我國(g• ♥uó)重裝能(néng)力的(de)提高(gāo)，也(yě)是( ™δ•shì)國(guó)家(jiā)實力的(de)提升，這(zhè)對(duì)航空(kō ₩πng)材料的(de)發展有(yǒu)何意義？
　　曹春曉：飛(fēi)機(jī)和(hé)發動機(jī)的(de)結構整體(tǐ)化(δ↕¶huà)是(shì)現(xiàn)代航空(kōng)裝備發展的(de©↕→)一(yī)個(gè)非常重要(yào)的(de)方向，整體(tǐ)化(huà)不(bù δ±✔)僅可(kě)以減輕結構重量，增強可(kě)靠性，提高(gσ≠>₹āo)裝配效率，還(hái)能(néng)降低(dī)成本。誰能(néng)做φγλ€(zuò)到(dào)結構整體(tǐ)化(huà)，誰就(jiù)能←≤‌(néng)夠快(kuài)速發展。
　　中國(guó)二重的(de)8萬噸大(dà)型模鍛÷∞β<壓機(jī)可(kě)以鍛造特大(dà)鍛件(jiàn)，改變了(le)以往靠‌φ機(jī)械連接或焊接制(zhì)造飛(fēi★&γ)機(jī)結構件(jiàn)的(de)方式，對(duì)于促進钛合金(jīn)鍛件(jiàn ∑)和(hé)鋼鍛件(jiàn)大(dà)型化(huà)、整±♠體(tǐ)化(huà)十分(fēn)重要(₽α ←yào)。8萬噸大(dà)型模鍛壓機(jī)‌₹超過了(le)此前世界最大(dà)的(de)俄羅斯7.5萬噸模鍛壓機(jī)，∑₽ε解決了(le)我國(guó)能(néng)不(bù)能Ω★'π(néng)做(zuò)特大(dà)鍛件(jiàn)的(de)問(wèn)φλ題，對(duì)我們成為(wèi)鍛件(jiàn)強國(guó)、钛合金(₽¥♠jīn)強國(guó)、航空(kōng)強國(guó)意義重大(dà)。
　　8萬噸大(dà)型模鍛壓機(jī)除了(le)可(kě)以制☆₽α‌(zhì)造出特大(dà)鍛件(jiàn)，對(duì)結≥ σ構整體(tǐ)化(huà)起到(dào)推動作(zuò)用(yòng)之外(wài)，對 ≠(duì)鍛件(jiàn)（無論鋼、鋁合金(jīn±&λ)、钛合金(jīn)、高(gāo)溫合金(jīn)等材料鍛件(ji१n)）的(de)精密化(huà)也(yě)起到(dào)很(hěn∏☆↑)大(dà)的(de)推動作(zuò)用(↔¥₩yòng)。與粗鍛件(jiàn)相(xiàng)比，精↑♦"♠鍛件(jiàn)所需的(de)模鍛壓機(jī)噸位要(yào)增大₹Ω♥(dà)至2~4倍。現(xiàn)在很(hěn)多(duō)鍛件(jiàn)“肥頭大∏‌(dà)耳”，原材料使用(yòng)率隻有(yǒu)10%左右，♥¥大(dà)量浪費(fèi)包括原材料和(hé)能¶÷λ(néng)源等資源。鍛件(jiàn)精密化(huà)後，可(kě)以大(dà)大(dà)降低(β₽dī)鍛件(jiàn)和(hé)成品零件(jiàn)的(de)成本。鍛件(jiàn)精∑¶÷密化(huà)還(hái)可(kě)以提高(gāo)使用(yòng)可(kě)靠性。以λ≥往粗鍛件(jiàn)內(nèi)流線都(dōu)被切斷，這(zhè)會'$>(huì)影(yǐng)響飛(fēi)機(jī)的(de)使用(yòng)性能(néng)，¶α×而在精密鍛件(jiàn)加工(gōng)後，鍛件(jiàn)內(nèi)大(dà)部分(fēn)流 ♥↕線都(dōu)能(néng)夠保存完好(hǎo)，從(có★©ng)而使飛(fēi)機(jī)使用(yòng)的(<★ "de)可(kě)靠性得(de)到(dào)提高(gāo)。所以，無論是(shì‍σ‍€)制(zhì)造特大(dà)鍛件(jiàn)，還(hái)是(shì)大(✔≥→dà)型鍛件(jiàn)提高(gāo)精密化(huà)水×‍♥↑(shuǐ)平，都(dōu)需要(yào)使用(yònγλ∑≥g)8萬噸大(dà)型模鍛壓機(jī)，從(cóng)而促進我國(guó)鍛造水(shuǐ)‍✔★∞平的(de)全面提高(gāo)。

　　鍛件(jiàn)在飛(fēi)機(jī)和(hé)發動機(jī)Ω​₹上(shàng)所占比重很(hěn)大(dà)，一(yī)般占機(jī)體(tǐ)結構重量的(de€±)30%左右，占發動機(jī)重量的(de)4®¥±0%左右，并且鍛件(jiàn)一(yī)般¥×都(dōu)是(shì)關鍵件(jiàn)，作(zuò)用(yòng)巨大(dà)。所以 ε，我國(guó)要(yào)不(bù)斷提升鍛造能​©¥(néng)力，加大(dà)競争優勢，推動航空(kōng)工(♦×↕♣gōng)業(yè)發展。
　　自(zì)主創新能(néng)力仍待提升₽∏
　　記者：我國(guó)钛合金(jīn)航空δ$(kōng)材料發展水(shuǐ)平在國(guó)際上(shàng)處于怎樣的(de)地€↕ (dì)位？有(yǒu)哪些(xiē)差距和π♠±©(hé)不(bù)足？目前發展有(yǒu)何難點？
　　曹春曉：我國(guó)钛材産量世界第一(yī)，但(dàn)是( ₹♦‍shì)也(yě)隻能(néng)稱為(wèi)钛合金(jīn)大(dà)國(¥±↓βguó)，我國(guó)航空(kōng)材料的(₹✘de)發展水(shuǐ)平也(yě)正在由大(dà)國(guó)向強國(gu£≥≈✘ó)過渡。就(jiù)航空(kōng)材料來(lái)說(shuō)，我國(guó)還(hái)¶∏✘需要(yào)提升自(zì)主創新能(néng)力，增•"<強原始創新能(néng)力，多(duō)研發一(yī)些(xiē)具有(y↕$★ǒu)自(zì)主知(zhī)識産權的(dπ↑☆e)可(kě)以在國(guó)際上(shàng)叫得(de)響亮(liàng)的(de)航空(k♠←≥ōng)材料。

　　目前世界上(shàng)已在使用(yòng)的(de)合金(jīn)我國(gu••"∞ó)基本上(shàng)都(dōu)有(yǒu)能(néng)力研發出來(lái)，而且ε↓ 還(hái)擁有(yǒu)一(yī)些(xiē)具有(yǒu)自₹‍¶(zì)主知(zhī)識産權的(de)工(gōng)藝技(jì§≤≠)術(shù)，研發能(néng)力還(há∏¶∑★i)是(shì)比較強的(de)，但(dàn)是(shì)由我國(guó∏↓∞")原始創新的(de)合金(jīn)牌号卻不(bù)多(duō)。至于難點，也(yě)是(→&✔shì)存在的(de)。钛合金(jīn)等航空(kōng)材料的(de)主要(yào)問(wènφ')題存在于批生(shēng)産的(de)穩定性上(shàng)，在批量生σ•(shēng)産時(shí)有(yǒu)時(shí)會(huì)↓π出現(xiàn)質量問(wèn)題。這(zhè)個(gè)問(wèn)題更多(duō)的(de)是÷<(shì)生(shēng)産管理(lǐ)的(de)問(wèn)題以及受人(♠∏&rén)為(wèi)因素的(de)影(yǐng)響。所以，我國(gu ↕ ó)應加強生(shēng)産管理(lǐ)和(hé)盡快(kuài)推動熱(rè)加工(gōng)的£∑φ↓(de)數(shù)控化(huà)，避免各種因素↕®↔造成的(de)産品質量的(de)波動。不(bù)斷加強熱(rè)γδ♦加工(gōng)裝備和(hé)工(gōng)藝的(★™∏de)數(shù)控化(huà)是(shì)我們今後必須走的<​(de)道(dào)路(lù)。