国产C919大年夜飞机钛合金用量达9%！跨越美国波音777

为啥要减重？

飞机的制造可以说是很繁芜的工程。

你可以理解就像咱们盖屋子一样，如何高效地把钢筋水泥组合起来，然后怎么装修屋子内部布局，同时还想把全体家弄得更加安全舒适，是要动很多脑筋才行。

如果纯挚地考虑安全性，飞机的构培养会设计得粗壮，导致构造重量增加，油耗上升，经济性就会低落。
而如果纯挚考虑舒适性，提高客舱的压力和湿度，又会降落利用寿命，堕落问题又会突出。

以是在设计C9191大飞机时，既要担保安全的同时也要帮飞机减重，为飞机减重还意味着能够节省一大笔用度，这对付航空公司来说也是非常主要的事情。

我国科研职员在考试测验了多种材料后，终极选择钛合金来实现减重目的，效果也是非常显著的。

比如在发动机的叶片里面利用国产钛铝合金，不仅本钱低，并且同强度下重量更轻，更主要的是耐高温性能也不差！

值得一提的是，中国的海绵钛和钛材的产量，已经稳如天下第一，而且是好多年了。

什么是海绵钛和钛材？

钛材是指海绵钛（或海绵钛加合金元素）经熔炼形成钛铸锭，再经铸造、轧制、挤压等塑性加工方法将铸锭加工而成的。

也便是说海绵钛是原材料，钛材是深加工产品。

而钛材就包括钛合金，它是将钛为根本，融入铝、锡、钒、钼、铌等其他元素或者材料所构成的复合金属。

在环球市场中，钛合金材料紧张运用于航空工业、国防军工以及其他工业。
个中，在航空工业的运用需求最大，约占50%，紧张是用于飞机和发动机的制造。

比较航空航天其他材料，钛及钛合金因密度小，强度高，能够显著减轻构造重量，从而提高作战性能，在节省燃油耗量，降落废气排量等方面具有不可替代的浸染。

可以说钛用量的多少，已成为衡量当代飞机制造前辈性的主要标志。

回顾钛工业在环球的发展，要追溯到上个世纪50年代。

1953年，美国道格拉斯公司出产的DC-T灵活员机防火壁和短舱上首次利用钛材，开始钛合金运用于航空的历史。

该期间，在军用飞机上利用工业纯钛制造后机身隔热板、导风罩、机尾罩等为数不多的非承力构件，钛合金永劫光最高事情温度为350-350℃。

上世纪60年代，钛合金逐步代替构造钢，运用到飞机襟翼滑轧、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等承力构造件上，之后研制开拓的钛合金最高事情温度提高到了400℃-500℃。

上世纪70年代，钛合金在飞机构造上的运用，又从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机，民用飞机也开始利用钛合金。

比如当年，美国波音787飞机研制的过程中，为达到减重2500千克的目标，波音公司不得不在2006—2007年期间再投入3亿美元经费，研究在飞机某些部位用钛合金取代铝合金以办理超重问题，否则不能兑现减少燃油花费20%的关键性承诺。

终极波音787机体钛合金用量达15%，创下民用客机机体钛合金用量最高记录。

当然了，这些年中国在一些飞机机体构造中的钛合金用量也在不断提高。

比如我国商用支线客机ARJ21的钛合金用量为4.8%，商用干线客机C919的钛合金用量为9.3%，与波音777比较略高，波音777为7%到8%。

中国运输机运20，钛合金用量为10%，而美国的C-17运输机钛合金用量为10.3%，可以说两者差不多的。

钛合金这玩意好是好，但它的加工技能是比较难的。

这里面包括多个环节，涉足材料、装备、工艺掌握等多个成分，具有较高技能、资金、装备等壁垒。

举个例子吧，大多数钛合金的热导率很低，只有钢的1/7，铝的1/16。

这会带来什么问题呢？

比如在加工过程中产生的热量不会迅速通报给工件，而是集聚在切削区域，一方面会使刀具迅速磨损，缩短刀具的寿命，另一方面会毁坏零件的表面完全性，导致零件几何精度低落和涌现加工硬化征象。

尤其是航空航天、兵器等高端钛材，对产品质量的哀求更加苛刻，一样平常须要多次的塑性加工，如何担保质量的均一稳定实现工业化量产在环球都是一项技能寻衅。

目前环球仅有几个国家节制完全钛材加工制造工艺，当然也包括中国。

我们研制出了大规格钛合金铸锭真空自耗电弧熔炼技能，逐步办理了铸锭常见的缩孔、高密度夹杂、低密度夹杂、身分偏析等毛病问题。

还有大规格棒材铸造技能，逐步实现了航空钛合金直径300mm~500mm棒材的批量化生产，带动了干系技能标准升级。

正因如此，目前航空装备用钛合金材料的国产化水平也在不断提高，不少钛合金材料补充了海内空缺，基本知足了海内高端市场对钛材性能水平的需求。

末了再多说几句吧。

纵不雅观人类的发展历史，从旧石器时期到新石器时期，从青铜时期到铁器时期，从单一材料到复合型材料。

毫无疑问，人类文明进程的推进，离不开金属材料的助力，可以说金属是打造前辈制造业最核心和最灵魂的推手。

而如今的钛，以其精良的性能，有望成为继铁、铝之后崛起的“第三金属”，可以说钛工业发展水平已经成为一个国家综合实力的主要标志。

就拿飞机的制造来说吧。

普通汽车零件数目因此千为单位的，几千个零件已经属于零件数目极多的机电产品了。
而飞机的零件数目因此十万为单位的，几十万零件的飞机不算繁芜的，而大型商用飞机乃至零件要到百万这一量级！

在这么多零件中，哪些须要利用钛合金，如何制造出来并担保其稳定性能，这背后磨练的是各个国家的工业实力。

中国作为钛材产量天下最大，又有完全钛工业体系的国家，毫无疑问是处于天下领跑地位的。

比如国产大飞机C919的成功试飞，能使中国民航不再依赖于从欧美入口波音和空客的中层干线客机，冲破欧美航空巨子垄断，为国家节省大量外汇。

但同时我们并没有就此止步，在航空领域，还有更多的天下级难题等着我们去寻衅！