鈦合金是航空、航天飛行器輕量化和提高綜合性能的最佳用材，具有低密度、高比強度、耐高溫、耐蝕、可焊等許多優點，鈦產品應用更趨多元化，在石油、化工、艦船、生物醫學、體育休閑、汽車工業等諸多領域得到廣泛應用。
 

    目前，一些先進的航空大型渦輪發動機的重要部件，如RB199的中介機匣、CF6-80C的風扇機匣都采用大型復雜薄壁鈦合金整體結構精鑄件。在軍用飛機機身上，世界先進的戰斗機如美國B-2轟炸機、法國幻影2000及俄羅斯Cy-27CK戰斗機的鈦用量都到達了20%以上，我國戰斗機的鈦用量也在不斷增大，如20世紀80?年代開始服役的殲8系列的鈦用量為2％，新一代戰斗機的鈦用量為10%~30%。

    鈦合金精密鑄造——鈦合金零件近凈成型的先進方法

    鑄造是金屬零件熱成型的一項重要工藝技術。鈦合金精密鑄造是鈦合金零件近凈成型的先進方法，該方法保證了零件的結構完整性，簡化了機加工量，減少或省去了零件組焊，提高了裝配效率，穩定了質量，同時降低了用鈦成本。由于鈦在高溫下具有極高的化學活性，液態金屬成形過程中質量控制難度極大，鈦合金精密鑄件是集金屬材料學、化工陶瓷學、真空冶金學、高精度加工檢測技術、高分辨率無損檢測技術、計算機輔助設計和制造技術及數值模擬仿真技術等實現的高技術產品。目前世界上只有少數幾個國家掌握了該項技術。異型薄壁鈦合金精密鑄造技術代表了鈦合金精密鑄造技術的高難度、高水平。20世紀80年代中期，美國PCC、Howmet等公司開始研究大型薄壁整體鈦合金結構件的精鑄技術，并相繼建立和擴大了大型薄壁整體鈦合金結構件精鑄的生產條件和規模，成功研制了F-100、CFM-56、CF6-80、F-119等發動機的大型薄壁整體鈦合金中介機匣、風扇機匣、高壓壓氣機機匣等大型薄壁整體精鑄鈦合金件。

    國內鈦合金鑄件在航空領域上的應用是從二十世紀八十年代中期開始的，經過多年的發展和技術改造，國內主要是北京航空材料研究院百慕高科、安吉精鑄、中船重工第七二五研究所、沈陽鑄造所等鈦合金鑄造水平較高，目前已有較完整的科研生產線。“九五”至“十一五”期間，突破了航空發動機及航天飛行器用大型復雜鈦合金構件整體精鑄的關鍵技術，為型號研制提供了技術保障，隨著國內航空航天鈦合金精密鑄件的應用，促進了國內鈦合金精密鑄造技術水平的提高，鈦合金精密鑄件正在接近或達到國外質量水平。
 

    鈦合金鑄件鑄造成形計算機模擬仿真

    未來的鈦合金精密成形技術將向數字化、信息化、自動化及綠色環保的方向發展。大力開展鈦合金鑄造數值化模擬仿真技術的研究開發，實現鈦合金鑄件研發制造全過程的數字化模擬仿真。并建設鈦合金鑄造專家系統，實現鈦合金鑄件研制的數字化、信息化、自動化、工程化。通過計算機數字模擬仿真替代多輪的迭代試制，縮短研發周期，減少材料消耗，降低研發成本，提高產品質量和可靠性。

    在鑄造鈦合金合金研制方面，所擁有的鈦合金材料體系覆蓋低強度、中強度、高強度，工作溫度分低溫（室溫以下）、中溫（400℃左右）、高溫（500℃以上）。從ZTC4國產化開始，開發出了ZTA7、ZTA15等鑄造鈦合金。近年來重點開展TiAl、Ti3Al等高溫鑄造鈦合金材料研究，同時進行了中溫、高強鈦合金的工程化研究與應用開發。有些即將進入工程應用。鈦鋁合金鑄件已研制出直徑500mm鑄件，開始進入工程化研究階段。

責任編輯：李玲珊

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