1949年，美國(guó)道格拉斯公司在DC-7運(yùn)輸機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙和隔熱板上，第一次使用了鈦合金。洛克希德公司的“黑鳥”高空高速戰(zhàn)略偵察機(jī)SR-71，飛行速度超過3馬赫，在高速飛行時(shí)，機(jī)體表面溫度將超過常規(guī)鋁合金蒙皮的極限，如果用鋼制造，飛機(jī)重量會(huì)大大增加，影響飛行速度和升限等性能。因此，SR-71的機(jī)身大量采用了鈦合金，總重達(dá)30多噸，占飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的93%。
 

航空金屬材料
 

    隨著人們對(duì)飛機(jī)性能要求的不斷提高，民用飛機(jī)的鈦合金用量也在逐漸增加。早期波音707上的鈦合金部件用量?jī)H占結(jié)構(gòu)總重量的0.2%，到最新的波音787，占比高達(dá)15%。

    此外，鈦合金也是制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要材料。早期美國(guó)F-4戰(zhàn)斗機(jī)使用的J79發(fā)動(dòng)機(jī)，鈦合金的用量只有50千克，不到總重量的2%。而現(xiàn)在大多數(shù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的鈦用量已經(jīng)達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的25%?30%。如波音747、767的發(fā)動(dòng)機(jī)JT9D，其用鈦量為總重量的25%;空客A320的V2500發(fā)動(dòng)機(jī)，其用鈦量為總重量的31%。

    鈦合金的另一大用途是作為螺栓、鉚釘?shù)染o固件材料。這些緊固件雖小，但用量卻很大，使用鈦合金緊固件可以大大減輕重量。據(jù)估算，C-5大型運(yùn)輸機(jī)有70%的緊固件為鈦合金緊固件，飛機(jī)因此而減重1噸左右。

    航空材料開始大量用鈦合金是因?yàn)殁伡扳伜辖鸩牧厦芏鹊汀⒈葟?qiáng)度高（目前金屬材料中最高）、耐腐蝕、耐高溫、無磁、組織性能和穩(wěn)定性好，可以與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)直接連接，而且兩者之間的熱膨脹系數(shù)相近，不易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，具有優(yōu)良的綜合性能。因此，鈦合金在航空領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。

    現(xiàn)在鈦合金3D打印技術(shù)已用于飛機(jī)制造。鈦合金3D打印技術(shù)由于擺脫了傳統(tǒng)的模具制造這一顯著延長(zhǎng)研發(fā)時(shí)間的環(huán)節(jié)，可以制造高精度、高性能、高柔性和快速制造結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的金屬零件，因而為先進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的快速研發(fā)提供了有力的技術(shù)手段。

責(zé)任編輯：班英飛

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