鈦合金材料密度低、比強度高、耐腐蝕、組織性能穩(wěn)定性好，且具有優(yōu)良的綜合性能。鈦合金所具有的這一系列突出優(yōu)點，使其在飛機結(jié)構(gòu)和航空發(fā)動機中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。近年來，世界鈦工業(yè)和鈦材加工技術(shù)得到了飛速發(fā)展，海綿鈦和鈦合金加工材的生產(chǎn)和消費都達到了很高的水平。我國鈦資源豐富，儲量居世界前列，目前已經(jīng)成為世界上繼美國、俄羅斯、日本之后，具有完整工業(yè)體系和生產(chǎn)能力的世界第4大鈦工業(yè)國，加強我國鈦合金材料的研究和應(yīng)用推廣對促進我國航空工業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。伴隨著鈦工業(yè)的發(fā)展，我國鈦及鈦合金的標(biāo)準(zhǔn)從建立、發(fā)展也已經(jīng)歷近40年，現(xiàn)已形成較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。

1.航空用鈦合金材料

航空工業(yè)部門是最早應(yīng)用鈦及鈦合金材料的。1952年，在道格拉斯的DC–7飛機的短艙及隔熱墻上就使用了鈦金屬。50年代初期，一些軍用飛機后機身的隔熱板、機尾罩、減速板等受力不大的結(jié)構(gòu)件也開始使用工業(yè)純鈦制造。進入60年代，飛機上的襟翼滑軋、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要承力結(jié)構(gòu)件也陸續(xù)采用了鈦合金材料制造。近年來，航空工業(yè)對高強度、低密度材料的需求日益迫切，使得鈦合金材料的應(yīng)用從戰(zhàn)斗機拓展到大型軍用轟炸機和運輸機。鈦合金材料的應(yīng)用水平已成為衡量飛機先進性的重要標(biāo)志之一。在美國戰(zhàn)斗機的更新?lián)Q代中，鈦合金和復(fù)合材料的使用比例不斷上升，第四代戰(zhàn)斗機F–22所使用材料中41%為鈦合金，其中發(fā)動機的葉輪、盤、葉片、機匣、燃燒室筒體和尾噴管等均為鈦合金材料制造。幾十年來，國內(nèi)外針對航空應(yīng)用所研究的鈦合金材料取得了很大發(fā)展，許多合金也得到廣泛應(yīng)用，其中應(yīng)用最廣的是Ti–6Al–4V和Ti–6Al–2Sn–4Zr–2Mo（Ti6242）兩個鈦合金牌號材料。我國鈦合金材料的研制從1956年開始，以仿制前蘇聯(lián)鈦合金材料為主。近年來，我國新型鈦合金研究十分活躍，研制出許多具有知識產(chǎn)權(quán)的新型鈦合金，合金總數(shù)約70多種，其中多數(shù)已獲得廣泛的應(yīng)用。新開發(fā)的用于航空領(lǐng)域的新型鈦合金主要有高溫鈦合金、高強高韌β型鈦合金、阻燃鈦合金等，其中高溫鈦合金是現(xiàn)代航空發(fā)動機的關(guān)鍵材料之一，也是鈦合金的主要發(fā)展方向之一。

2.鈦合金相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

為了滿足航空、航天等國防工業(yè)對鈦合金材料更高要求的需求，1983年我國確立了國家軍用標(biāo)準(zhǔn)體系，并于1987年8月28日通過審定并于1988年正式實施了我國第一個鈦類國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 391-1987《航天工業(yè)用TC4鈦合金鍛制餅材》。經(jīng)過多年的發(fā)展和完善，到2000年已經(jīng)初步形成了較完整的鈦合金材料軍用標(biāo)準(zhǔn)體系。此后到目前的一段時間內(nèi)，并沒有增加新的標(biāo)準(zhǔn)，只是更新了14項舊標(biāo)準(zhǔn)。目前現(xiàn)行GJB中與鈦及鈦合金相關(guān)的有34項，涉及航空工業(yè)的主要有25項，其中關(guān)于鉚釘?shù)挠?項、螺栓1項，其余15項為重要鈦材的標(biāo)準(zhǔn)（見下表 【我國主要航空用鈦合金材料國軍標(biāo)】）

我國主要航空用鈦合金材料國軍標(biāo)

從表中可以得知，我國對飛機結(jié)構(gòu)件用的鈦合金材料安排制訂了棒材、線材、板材、帶材、管材、鍛坯、鍛件規(guī)范，對發(fā)動機結(jié)構(gòu)件用的鈦合金材料安排制訂了壓氣機葉片用鈦合金棒材規(guī)范、鈦合金餅、環(huán)坯規(guī)范、鈦毛細(xì)管規(guī)范。在工藝標(biāo)準(zhǔn)方面，制訂了適用于包括航空行業(yè)在內(nèi)的通用的鈦合金材料熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的確立，基本上滿足了我國航空工業(yè)中已定型的諸多型號飛機和發(fā)動機生產(chǎn)的使用需求，為我國航空工業(yè)的進步發(fā)揮了重要作用。

3.航空用鈦合金材料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的未來發(fā)展趨勢初探

相對于美國、前蘇聯(lián)、德國、英國、法國等工業(yè)化國家在鈦合金工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展而言，我國在鈦合金材料方面的研究和應(yīng)用起步較晚。與上述鈦工業(yè)化強國存在不小的差距。我國生產(chǎn)的熔煉用的海綿鈦的純凈度低，鈦合金鑄錠的雜質(zhì)含量高，組織均勻性差，熔煉工藝的穩(wěn)定性不高。鈦合金半成品加工設(shè)備的能力普遍偏低，同時造成鈦合金半成品的質(zhì)量低且不穩(wěn)定。從鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)角度來看，與美國112項AMS宇航專用鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)相比，我國的鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量明顯不能滿足于未來航空工業(yè)的發(fā)展需求。在標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容方面與上述國家的差距則主要體現(xiàn)在鈦合金半成品的規(guī)格、質(zhì)量要求、檢驗測試手段及品種類型等。我國鈦合金材料和鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)與這些國家產(chǎn)生差距的原因有兩方面：一是我國鈦工業(yè)化歷史的時間短，在我國開始鈦合金研究的時候，上述國家已經(jīng)進入鈦的工業(yè)化階段了；二是終端航空武器裝備的差距，各種型號的大型軍用運輸機、轟炸機、殲擊機、武裝直升機等。為了滿足我國航空武器裝備的需求，更好地服務(wù)于國防事業(yè)在鈦合金材料的研究和應(yīng)用領(lǐng)域及鈦合金材料的標(biāo)準(zhǔn)化工作領(lǐng)域應(yīng)著手開展以下的工作。

未來的鈦合金材料的標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)在上述鈦合金材料工業(yè)化的基礎(chǔ)上展開。將新研制的各種材料，半成品的不同品種、規(guī)格，新的檢驗、測試方法，加工、處理工藝制訂為相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)或航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。開展鈦合金材料的標(biāo)準(zhǔn)化工作，在借鑒上述鈦工業(yè)化強國技術(shù)經(jīng)驗的同時，更應(yīng)重點突出我國的發(fā)展特色。強化吸收，但力求協(xié)調(diào)適用，符合我國的具體情況，使鈦合金材料的標(biāo)準(zhǔn)在我國的國防工業(yè)體系中發(fā)揮應(yīng)有的效能。