在我國剛剛下線的C919大飛機上,鈦合金用量達9.3%,其鈦金屬復合材料由寶鈦集團有限公司研制。
寶鈦集團有限公司自C919大飛機項目啟動以來,已先后承擔了國家Ti-3Al-2.5V(TA18)管材、β熱處理的Ti-6Al-4VEIL厚板、β處理的Ti-6Al-4V合金型材、TB5板材工程化研制四個DK型號用材料研制任務,并充分發揮自身產品質量、交貨期、價格等優勢,通過國際招標采購,達到了C919大飛機對其所用材料質量等嚴格條件,成為中國商飛公司國內鈦材料的合格供應商,為此次正式下線的C919首架機上陸續提供了多種規格的鈦合金棒材、厚板和薄板材料。
這也是寶鈦集團公司繼今年9月剛剛完成攻克鈦合金加工制造多項關鍵技術,填補國內鈦合金研究多項空白,“4500米載人潛水器電子束焊接載人球殼”出廠后,又在C919大飛機上有了“鈦”好探索。
據悉,復合材料和鈦合金材料的應用,有效降低了大型客機重量,提升了飛機的經濟性,這是未來航空領域新材料應用的方向。國內大飛機項目帶動了高端制造產業發展趨勢,鈦這種輕型合金應用必然會縮小與國外的差距。
在國產大飛機的研制中,鈦合金復合材料的大噸位鍛制成型一直以來是制約飛機發展的技術瓶頸,由于鈦合金的密度比鋼小得多,而強度又和鋼很接近,因此,它可以大大減輕飛機及其發動機的重量。中國科學院院士曹春曉說,國產大飛機C919的結構輕量化和與之相關的“低油耗”是目前航空制造領域的競爭焦點之一。油耗多少直接體現了飛機及其發動機服役壽命期的經濟性和環保性的優劣。美國波音787飛機在2007年的研制過程中曾投入3億美元研究使用鈦合金取代鋁合金,以解決超重問題。波音787機體鈦合金用量達15%,創下民用客機機體鈦合金用量最高紀錄。而俄羅斯正在研制的新一代150座級的客機MS-21機體鈦合金用量高達25%。我國一些飛機機體結構中的鈦合金用量也在不斷提高,商用客機ARJ21的鈦合金用量為4.8%,而C919客機用鈦量已達到9.3%,和波音777相比略高,波音777為8%。
中國工程院院士劉大響說,航空發動機性能的提高,在很大程度上是通過采用新結構、新材料和新工藝來實現的?,F代先進航空發動機性能、可靠性和推重比的提高,材料和制造技術的貢獻率約占50%~60%。大飛機結構輕量化的剛性需求,使航空應用領域越來越離不開鈦。寶鈦股份為此,積極參與C919大飛機的材料研制,填補了鈦復合材料裝備在飛機領域“中國智造”的空白。
在C919大飛機項目研制期間,寶鈦集團按照適航性認證要求,通過不懈攻關、工藝優化、質量改進等措施,成熟產品不斷完善,新產品已初具規模。后期將繼續發揮產業優勢,攻堅克難,加快研制進度,盡快使所研制產品得到裝機應用,為C919大飛機擴大鈦材用量提供技術支撐和材料保障,為國內航空事業的發展和盡快實現鈦合金材料國產化做出貢獻。
目前,寶鈦股份正在進行3D打印技術攻關試驗制造航空發動機方面的探索。