适用于制作飞机零部件的钛合金分析

潘虹

摘要：本文主要围绕飞机零部件制造工作展开研究，通过分析当前应用相对较广的飞机零部件钛合金材料和其具体性能，探究钛合金材料的特点和相关制造技术的具体应用，分析其应用过程中仍存在的问题，研究其新时期在飞机零部件领域的发展方向，推动钛合金材料和制造技术等实现新的发展。

关键词：飞机 零部件 钛合金 具体分析

随钛合金制造工艺等的不断发展，钛合金在飞机零部件领域的应用逐渐增多。在此发展形势下，国家长期跟踪国外先进技术，同时致力于自主创新，逐渐攻破了钛合金技术的众多难关，制造出了高性能钛合金材料，提高了钛合金在飞机零部件领域的应用率，对推动飞机零部件质量提升等具有重要意义。

一、钛合金应用于飞机零部件制作的举例分析

与传统材料相比，钛合金可以满足飞机零部件在密度、强度等方面的要求，同时还可以与碳纤维复合材料保持较好的相容性，因而在当前航空结构材料中具有较为广泛的应用。当前来说，当前飞机上的零部件材料大约有百分之八是钛合金材料，在制作起落架的过程中，可以选择具有良好可锻性的近β型材料，结合其具体要求来选择材料的具体类型。而在制作后整流罩的过程中，可以选择氧化性相对较好的钛合金材料，传统的起落架结构和吊挂等部位也可以选择应用钛合金作为主要的材料。在当前飞机复合材料使用量逐渐增加的情况下，钛合金复合材料的应用相对较多，因而逐渐取代铝合金，作为飞机零部件的主要材料使用。就相关报道指出，美国一家公司新研制出了一种新的钛合金材料，该材料可以满足抗高温以及抗蠕变要求，因而在制造飞机特殊材料的过程中，可以选择应用该材料制和相关材料制作飞机的发动机舱和喷管等，对推动飞机制造业向前发展等具有重要意义。

二、钛合金产品近净成型工艺的特点和应用

钛合金的热导率相对较低，其相关性能导致该类材料的制作周期相对较长，因而其在飞机零部件制造领域的应用也受到了影响。就当前来说，钛合金产品在熔模精密铸造方面具有相对较广的应用。具体应用过程中可以发现，该类零件制造方法可以降低零部件表面的粗糙度，同时还可以提升其尺寸精度，对制造工艺要求比较复杂的零部件而言，该类产品的应用范围和应用领域等也相对较广，可以满足多方面的金属材料利用要求，对提高产品的整体利用率等具有重要意义。在对飞机安全性能要求逐渐提高的今天，该类零部件加工方法的应用将会逐渐增多。此外，等温锻造也是当前飞机零部件制造过程中常用的一种技术，与传统锻造技术相比，利用该技术可以提高对锻件尺寸的控制效率，在制造精度要求高的材料的过程中，可以极大的提高产品的成功率，同时节省施工过程中应用的各类材料，因而可以有效降低飞机制造过程中产生的制造成本。同时，该类材料在应用过程中的锻造载荷相对比较小，因而应用的设备吨位等也相对比较小，成品的微观组织比较相似，可以满足飞机零部件的机械性能要求。在波音777飞机上应用使用该方法制造的钛合金锻件的频率也逐渐增高，实现了翻倍式增长。最后，粉末激光成型技术也是当前应用相对较广的一种飞机零部件制造技术，利用该方法制造相关材料的过程中可以发现，零部件制造过程中的模具投入和锻造设备投入都明显减少，同时其后续的毛胚加工量等也得到了控制，材料的利用率不断提高。在该方式下，飞机零部件制造可以逐渐摆脱传统的拼接制造工艺方法，转而使用整体制造的方式开展各项活动，应用于模具选择和零部件装配等的时间明显减少，对降低飞机制造的整体成本等具有重要意义。当前来说，c919的机头天窗骨架应用了该项技术，但是其在其它方面应用的频率相对较低，将会随着技术发展而逐渐扩大其应用范围。

三、国内的航空钛合金发展趋势

国内民用飞机发展过程中更强调材料的经济型和安全性，而钛合金材料大多不能满足重复使用等要求，因而一般会选择铝合金材料代替钛合金材料来制作飞机零部件。但是随着技术的不断发展，钛合金制造技术和材料等也会不断发展，逐渐降低其生产成本，继而满足飞机发展的基本需求。就当前来说，首先，钛合金制造行业应当加强对高性能航空钛合金材料研究工作的重视，通过对当前应用的钛合金的强度和强韧性等进行分析，明确其存在的问题和发展方向，通过引入合金钢等材料，不断融合其良好性能来开展后续的材料制造工作。其次，相关人员应当加强对航空钛合金精密铸件推广工作的重视，应用钛合金精密铸件可以逐渐降低产品的生产周期，其生产成本也可以实现大幅度的下降，在此基础上开展后续各项工作，可以满足材料的批量生产等要求，在航天和军工等领域都可以得到极为广泛的应用。但是受到其技术发展等的限制，在当前应用航空钛合金铸件开展其后续各项工作的过程中，该类材料很难满足机密航空部件的内部质量要求，为了实现更好的发展，相关技术人员还应当加强研究，不断改进国内航空钛合金精密铸造技术。最后，由于钛合金部件应用的材料中含有大量造价高昂的材料，因而其原材料成本相对较高，影响了其后续应用范围扩大等工作以合理方式開展。但是随着研究不断深入可以发现，应用铁元素来代替原有元素开展钛合金制造工艺，其强度和韧性方面的变化并不是很大，但是制造成本却明显降低，因而可以将其作为钛合金原材料选择的重要方向之一来开展后续各项工作。同时，技术人员还应当加强对材料选择和材料制作性能要求等方面的重视，在此基础上开展后续各项工作，钛合金材料的性能自然可以得到保障。

四、小结

钛合金材料是一种不断发展的材料，随着其合成技术不断改进，材料的强度、韧性等性能也会不断改进，相关人员必须加强对航空用的钛合金材料的重视，不断改进其制造工艺，完善材料性能，推动钛合金在飞机上的应用范围逐渐扩大，提高飞机零部件制造的经济性和安全性。