航空裝備、新材料是戰(zhàn)略必爭(zhēng)產(chǎn)業(yè)，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科技進(jìn)步休戚相關(guān)，雖與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，也必須加大支持力度，縮短差距，保證自主可控。工信部賽迪研究院原材料工業(yè)研究所工學(xué)博士王本立如是說(shuō)。

    2016年10月20日，由中國(guó)航空學(xué)會(huì)主辦，中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院、中國(guó)商飛上海飛機(jī)制造有限公司支持，中航工業(yè)北京制造工程研究所協(xié)辦，上海廣堯商務(wù)咨詢有限公司承辦的第四屆中國(guó)航空材料及加工工藝峰會(huì)在北京隆重召開(kāi)。

    工信部賽迪研究院原材料工業(yè)研究所工學(xué)博士王本立在‘十三五’規(guī)劃-對(duì)于中國(guó)航空工業(yè)提出的新要求和中國(guó)航材市場(chǎng)的介紹中提到：航空裝備、新材料是戰(zhàn)略必爭(zhēng)產(chǎn)業(yè)，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科技進(jìn)步休戚相關(guān)，雖與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，也必須加大支持力度，縮短差距，保證自主可控。隨著政策推動(dòng)，新材料成為制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的基石。重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖中，新材料被分成3大板塊：先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料。其中，四類急需突破的航空材料分別為：鋁合金、鈦合金、碳纖維以及高溫合金。

    鋁合金--商用客機(jī)對(duì)先進(jìn)材料的需求一直存在

    中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院標(biāo)準(zhǔn)材料研究部副部長(zhǎng)袁宇慧在其題為中國(guó)商用飛機(jī)對(duì)先進(jìn)航空材料的應(yīng)用挑戰(zhàn)和未來(lái)展望的演講中談道：波音777是一個(gè)比較典型的引進(jìn)先進(jìn)鋁合金材料的一代飛機(jī)，對(duì)商飛而言，最初設(shè)計(jì)的時(shí)候就對(duì)鋁合金材料提出了一個(gè)改進(jìn)要求。在結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度上要有所提高，而且要降低其耐久性、損傷性，于是開(kāi)發(fā)了一個(gè)新型材料。此新合金具有高綜合性能，也同時(shí)代表大型飛機(jī)在鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用方向邁出了重要的一步。此外，來(lái)自肯聯(lián)鋁業(yè)的亞洲區(qū)客戶應(yīng)用工程師陳國(guó)雄就三年AIRWARE板材，型材工業(yè)生產(chǎn)：未來(lái)研發(fā)的堅(jiān)實(shí)平臺(tái)介紹了肯聯(lián)鋁業(yè)近些年在鋁鋰合金上的研制情況。

    鈦合金--三鈦爭(zhēng)艷百花齊綻放，三航爭(zhēng)鈦一心為強(qiáng)國(guó)

    作為峰會(huì)特邀嘉賓，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院的曹春曉院士通過(guò)十大亮點(diǎn)介紹了鈦合金近期的發(fā)展。重點(diǎn)圍繞常規(guī)鈦合金、鈦鋁合金以及鈦基復(fù)合材料。一、常規(guī)鈦合金。航材院和西北院等聯(lián)合研制的TC21鈦合金是一種新型高強(qiáng)、高韌、高損失容限鈦合金，它的強(qiáng)度等級(jí)是1100兆帕，是目前我國(guó)高強(qiáng)高韌鈦合金綜合力學(xué)性能匹配較好的鈦合金之一，可用于航空飛機(jī)的機(jī)翼接頭結(jié)構(gòu)件、機(jī)身與起落架連接框、吊掛發(fā)動(dòng)機(jī)接頭等部位，以及對(duì)強(qiáng)度及耐久性要求高的重要或關(guān)鍵承力部件的制作。二、鈦鋁合金。我國(guó)鈦鋁合金領(lǐng)域原創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究成果不斷涌現(xiàn)。其中一個(gè)就是北科大為主提出的高鈮鈦鋁合金。該鈦鋁合金使用溫度可以更好一些，更高一些。但也存在塑性一般的缺點(diǎn)。三、鈦基復(fù)合材料。未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)里將用到鈦基復(fù)合材料，比如發(fā)動(dòng)機(jī)的整體葉環(huán)，從而節(jié)省70%的重量。所以鈦基復(fù)合材料，毫無(wú)疑問(wèn)是未來(lái)很有發(fā)展前景的材料。最后，曹院士為其演講附上了詩(shī)意般的結(jié)語(yǔ)，他總結(jié)道：常規(guī)鈦合金花開(kāi)滿園，鈦鋁金屬間化合物方興未艾，鈦基復(fù)合材料含苞預(yù)放，三鈦爭(zhēng)艷的時(shí)代正在大踏步地向我們走來(lái)。雖然，當(dāng)前我們國(guó)內(nèi)鈦市場(chǎng)暫時(shí)還面臨需求不旺的一種挑戰(zhàn)，但是用戰(zhàn)略的眼光來(lái)看，三航爭(zhēng)鈦（航空、航天、航海）的局面也必將出現(xiàn)。所以我充滿信心地送給大家一幅對(duì)聯(lián)。上聯(lián)是三鈦爭(zhēng)艷百花齊綻放，下聯(lián)是三航爭(zhēng)鈦一心為強(qiáng)國(guó)。橫批振興中華！

    此外，中航工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司研究員級(jí)高級(jí)工程師史春玲通過(guò)鈦及鈦合金的基本特點(diǎn)、國(guó)外航空鈦合金的應(yīng)用、國(guó)內(nèi)主要鈦合金及其應(yīng)用、中國(guó)飛機(jī)結(jié)構(gòu)鈦合金的發(fā)展趨勢(shì)四大板塊介紹了鈦合金在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。她表示，隨著先進(jìn)的第四代飛機(jī)和高推比航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，為了達(dá)到減重目標(biāo)，對(duì)鈦合金結(jié)構(gòu)材料的需求大大增加，并對(duì)鈦合金的高性能提出了非常苛刻的要求。例如，高強(qiáng)度、高韌性、高耐蝕性、高模量、可焊接、損傷容限等綜合力學(xué)性能和工藝性能，其中，高損傷容限性能是目前先進(jìn)戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)長(zhǎng)壽命、高機(jī)動(dòng)性、低成本設(shè)計(jì)要求的重要材料性能指標(biāo)。

    高溫合金--粉末高溫合金的應(yīng)用已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)性標(biāo)志

    北京鋼研高納科技股份有限公司粉末高溫合金事業(yè)部總經(jīng)理張義文介紹了粉末高溫合金在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。他在演講中提到，國(guó)內(nèi)研究的首個(gè)粉末高溫合金是FGH100。1981年，鋼鐵研究總院、北京航空材料研究院、北京航空學(xué)院（現(xiàn)北京航空航天大學(xué)）和北京鋼鐵學(xué)院（現(xiàn)北京科技大學(xué)）成立聯(lián)合課題攻關(guān)組，研究粉末高溫合金FGH95。1984年底，采用氬氣霧化制粉+熱等靜壓成形+包套模鍛工藝，研制了Φ420mm的FGH95合金粉末盤。目前，已研制了三代粉末高溫合金，正在進(jìn)行第四代粉末高溫合金的自主研制。粉末高溫合金發(fā)展方向分為一、開(kāi)發(fā)高承溫能力的新型粉末高溫合金（850℃）；二、雙性能盤的推廣應(yīng)用；三、高性能低成本制造。

    復(fù)合材料--復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用是一個(gè)趨勢(shì)

    在袁宇慧副部長(zhǎng)的演講中，她除了談到鋁合金以外，還介紹了先進(jìn)復(fù)合材料。她指出，近20年來(lái)民用客機(jī)復(fù)合材料用量增長(zhǎng)，成為了民機(jī)材料用量的一大特點(diǎn)。波音787飛機(jī)是第一個(gè)復(fù)合材料用量達(dá)到50%的飛機(jī)，開(kāi)啟了寬體飛機(jī)復(fù)合材料的時(shí)代，推動(dòng)了全世界復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)跨越式的20年。空客公司復(fù)合材料的增長(zhǎng)趨勢(shì)與波音公司類似，出現(xiàn)了跨越式增長(zhǎng)。380飛機(jī)上用了非常多的復(fù)合材料，也用了非常多的復(fù)合材料的制造工藝，包括自動(dòng)鋪絲，自動(dòng)鋪帶，液體成形，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移膜滲透等等。350飛機(jī)整個(gè)復(fù)合材料用量超過(guò)了波音787，達(dá)到了52%，也是整個(gè)機(jī)身和機(jī)翼都采用了復(fù)合材料。其他復(fù)合材料用量方面比較有代表性的就是俄羅斯的MS21，在機(jī)翼和尾翼都用了復(fù)合材料，機(jī)翼用的是干帶鋪絲和液體成型技術(shù)，尾翼是預(yù)浸料技術(shù)。對(duì)國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)選材上體現(xiàn)了成熟性和先進(jìn)性的結(jié)合，使用了成熟的鋁合金材料，在尾翼使用的是復(fù)合材料。機(jī)身蒙皮和長(zhǎng)行使用了鋁合金，包括復(fù)合材料這些先進(jìn)材料，大概占到了整個(gè)飛機(jī)用量的26%。

    中國(guó)商飛上海飛機(jī)制造有限公司高級(jí)研發(fā)工程師楊洋在其先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料在大型客機(jī)結(jié)構(gòu)零件領(lǐng)域的應(yīng)用及其制造技術(shù)的演講中提到，在九幾年的時(shí)候，熱塑性的復(fù)合材料已經(jīng)在民用航空上有所應(yīng)用。最初，福克公司在艙內(nèi)結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用PEI復(fù)合材料。隨著時(shí)間的發(fā)展，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。再看國(guó)產(chǎn)C919客機(jī)復(fù)合材料的應(yīng)用情況，C919在后機(jī)身、垂尾平尾上面應(yīng)用了大量的碳纖維復(fù)合材料。在飛機(jī)的雷達(dá)照，還有地板上也用了大量多纖復(fù)合材料，前緣上面也有一些應(yīng)用。總體來(lái)講C919復(fù)材運(yùn)用總量大概在12%的水平。同時(shí)，商飛對(duì)熱塑性工程塑料方面有初步設(shè)想：一、對(duì)于C919來(lái)說(shuō)，考慮把國(guó)產(chǎn)化工作結(jié)合進(jìn)內(nèi)飾中。二、對(duì)于C919的后繼機(jī)型，考慮將熱塑性復(fù)合材料用在諸如機(jī)翼前緣等一些地方。希望就國(guó)產(chǎn)客機(jī)而言，熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用至少能達(dá)到國(guó)際通用的水平。

    氰特索爾維亞太區(qū)技術(shù)服務(wù)總監(jiān)白嘉模介紹了在演講中提及：復(fù)合材料之所以會(huì)被采用，是因?yàn)樗梢愿鶕?jù)不同應(yīng)用來(lái)進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。但是航空工業(yè)是一個(gè)高度規(guī)范化的工業(yè)。對(duì)新材料、新技術(shù)的引入過(guò)程較長(zhǎng)。因此我們提出了一個(gè)理念--為制造而設(shè)計(jì)。即一開(kāi)始就把材料、工藝、設(shè)計(jì)三方面有機(jī)結(jié)合從而使得在設(shè)計(jì)最初就把工藝納入考慮。此外，赫氏復(fù)材技術(shù)支持主管吳一波就碳纖維話題發(fā)表看法：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，碳纖維的格局基本成形。目前，航空主結(jié)構(gòu)采用中模的碳纖維。赫氏復(fù)材推出的M10，達(dá)到了6500兆帕；抗拉強(qiáng)度最高的產(chǎn)品數(shù)值達(dá)3500，而T700能達(dá)到4900。M10是標(biāo)準(zhǔn)的300左右的模量。它的應(yīng)變是2.1，比一般的1.8和1.9高了10%。所以像這類的碳纖維就是為了下一代的商用飛機(jī)所開(kāi)發(fā)的。此類碳纖維目前在一些尖端的復(fù)合材料部件上的應(yīng)用正在研發(fā)，或者說(shuō)正處于被航空所認(rèn)證的過(guò)程中。