钛合金质料密度低、比强度高、耐侵蚀、组织性能稳固性好，，，，，，，且具有优良的综合性能。。。。。。钛合金所具有的这一系列突出优点，，，，，，，使其在飞机结构和航空发念头中获得了越来越普遍的应用。。。。。。近年来，，，，，，，天下钛工业和钛材加工手艺获得了飞速生长，，，，，，，海绵钛和钛合金加工材的生产和消耗都抵达了很高的水平。。。。。。我国钛资源富厚，，，，，，，储量居天下前线，，，，，，，现在已经成为天下上继美国、俄罗斯、日本之后，，，，，，，具有完整工业系统和生产能力的天下第4大钛工业国，，，，，，，增强我国钛合金质料的研究和应用推广对增进我国航空工业的快速生长具有主要意义。。。。。。陪同着钛工业的生长，，，，，，，我国钛及钛合金的标准从建设、生长也已履历近40年，，，，，，，现已形成较为完整的标准系统。。。。。。本文在对航空用钛合金质料和相关标准的生长历程及现状举行叙述的基础上，，，，，，，对航空用钛合金质料和手艺标准的未来生长趋势作了探讨。。。。。。

1、 航空用钛合金质料

航空工业部分是最早应用钛及钛合金质料的。。。。。。1952年，，，，，，，在道格拉斯的DC–7飞机的短舱及隔热墙上就使用了钛金属。。。。。。50年月初期，，，，，，，一些军用飞机后机身的隔热板、机尾罩、减速板等受力不大的结构件也最先使用工业纯钛制造。。。。。。进入60年月，，，，，，，飞机上的襟翼滑轧、承力隔框、中翼盒形梁、升降架梁等主要承力结构件也陆续接纳了钛合金质料制造。。。。。。近年来，，，，，，，航空工业对高强度、低密度质料的需求日益迫切，，，，，，，使得钛合金质料的应用从战斗机拓展到大型军用轰炸机和运输机。。。。。。钛合金质料的应用水平已成为权衡飞机先进性的主要标记之一。。。。。。在美国战斗机的更新换代中，，，，，，，钛合金和复合质料的使用比例一直上升，，，，，，，第四代战斗机F–22所使用质料中41%为钛合金，，，，，，，其中发念头的叶轮、盘、叶片、机匣、燃烧室筒体和尾喷管等均为钛合金质料制造。。。。。。

几十年来，，，，，，，海内外针对航空应用所研究的钛合金质料取得了很大生长，，，，，，，许多合金也获得普遍应用，，，，，，，其中应用最广的是Ti–6Al–4V和Ti–6Al–2Sn–4Zr–2Mo（Ti6242）两个钛合金牌号质料。。。。。。

我国钛合金质料的研制从1956年最先，，，，，，，以仿制前苏联钛合金质料为主。。。。。。近年来，，，，，，，我国新型钛合金研究十分活跃，，，，，，，研制出许多具有知识产权的新型钛合金，，，，，，，合金总数约70多种，，，，，，，其中大都已获得普遍的应用。。。。。。新开发的用于航空领域的新型钛合金主要有高温钛合金、高强高韧β型钛合金、阻燃钛合金等，，，，，，，其中高温钛合金是现代航空发念头的要害质料之一，，，，，，，也是钛合金的主要生长偏向之一。。。。。。

1.1 高温钛合金质料

高温钛合金以其优良的热强性和高的比强度，，，，，，，在航空发念头中获得了普遍的应用，，，，，，，以其为质料生产的零件包括电扇盘、叶片、压气机盘等。。。。。。西欧、俄罗斯等航空工业蓬勃国家先后研制出了在350℃～600℃情形中使用的高温钛合金，，，，，，，使用温度逐步提高。。。。。。现在已乐成地应用在军用和民用飞机发念头中的新型高温钛合金有：英国的IMI829、IMI834合金，，，，，，，美国的Ti1100合金，，，，，，，俄罗斯的BT18Y、BT36合金等，，，，，，，使用温度达550℃～600℃ [1-3] 。。。。。。外洋在古板高温钛合金的基础上仍在举行深化研究。。。。。。另外，，，，，，，钛铝化合物为基的Ti 3 Al（α2）和TiAl（γ）金属间化合物最先受到关注，，，，，，，成为未来航空发念头及飞机结构件最具竞争力的质料。。。。。。

其最大优点是高温性能好（最高使用温度划分为816℃和982℃）、抗氧化能力强、抗蠕变性能好且质量更轻。。。。。。现在，，，，，，，有两个以Ti 3 Al为基的Ti–21Nb–14Al和Ti–24Al–14Nb–3V–0.5Mo钛合金在美国最先批量生产。。。。。。

近20年来，，，，，，，我国也自行研制了多种牌号的高温钛合金，，，，，，，主要有Ti–55、Ti–60、Ti–600及7715系列合金等。。。。。。

1.2 高强钛合金

高强度钛合金一样平常指抗拉强度在1 000MPa以上的钛合金。。。。。。在飞机上的应用主要包括升降架的扭力臂、支柱以及机身的承力隔梁等主要结构件。。。。。。现在，，，，，，，代表国际先进水平并在航空领域获得现实应用的高强度钛合金主要有β型钛合金Ti–1023，，，，，，，Ti–15-3，，，，，，，β–21S，，，，，，，α-β型两相钛合金BT22以及我国的TB10等。。。。。。我国乐成开发了TB6、TB8、TB10、TC21等高强钛合金，，，，，，，其中TC21和TB10（Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al）最为典范。。。。。。TC21钛合金具有高强度、高韧性、高损伤容限性能（较低的疲劳裂纹扩展速率da/dN值和较高的疲劳裂纹扩展门槛值?Kth）和疲劳性能（优于通俗TC4、TA15等中等强度钛合金）等综合性能匹配，，，，，，，是现在我国高强韧钛合金综协力学性能匹配最佳的钛合金质料。。。。。。

TB10合金是属于高强高韧近β型钛合金，，，，，，，具有比强度高，，，，，，，断裂韧度好，，，，，，，淬透性高等优点，，，，，，，已在我国航空领域获得了现实应用。。。。。。

1.3 阻燃钛合金

为解决航空发念头用钛合金质料的“钛燃烧”问题，，，，，，，以知足高推重比发念头的需要，，，，，，，美国和俄罗斯从20世纪70年月最先就起劲开展阻燃钛合金的研制，，，，，，，并先后乐成研制出各自的阻燃钛合金。。。。。。其他各国的阻燃钛合金基本处于研究阶段，，，，，，，现实应用较少。。。。。。现在外洋较量典范的合金有美国的Ti–V–Cr系阻燃钛合金AlloyC、俄罗斯的Ti–Cu–Al系阻燃钛合金BTT–1、BTT–3。。。。。。BTT–1、BTT–3钛合金具有相当好的热变形工艺性能，，，，，，，可用其制成重大的零件，，，，，，，但力学性能和熔铸性能差。。。。。。AlloyC阻燃钛合金已乐成地应用于F119发念头的高压压气机机匣、导向叶片和矢量尾喷管。。。。。。我国在此方面的研究起步晚，，，，，，，与外洋差别较大，，，，，，，主要产品为全β型低本钱阻燃钛合金Ti–40，，，，，，，其阻燃性能与美国的AlloyC合金相当，，，，，，，已研制出机匣并装机试车。。。。。。

2、钛合金相关标准生长

2.1 国际钛及钛合金标准现状

现在国际标准化委员会（ISO）尚无钛分标委，，，，，，，钛类标准只有4个TC150分标委制订的外科植入物用钛材标准。。。。。。

各国之间商业中应用的标准主要是美国、日本、俄罗斯和德国的标准，，，，，，，尤其是美国的标准。。。。。。俄罗斯和德国标准近年来转变不大，，，，，，，很少见到新修订的版本。。。。。。美国的标准系统中，，，，，，，包括钛类标准的主要有：ASTM（American Societyfor Testing and Materials，，，，，，，美国质料与试验协会）、AMS（Aerospace Material Specifications，，，，，，，美国宇航质料规范）、

ASME（American Society of Mechanical Engineers，，，，，，，美国机械工程师协会）、MIL（美国军用标准）、AWS（AmericanWelding Society，，，，，，，美国焊接协会）等，，，，，，，其中钛类标准较周全的是ASTM、AMS、ASME等 [1，，，，，，，2] 。。。。。。

MIL中有关航空用的钛合金质料标准已经作废，，，，，，， 转化为响应编号的AMS标准。。。。。。

ASTM现在已有12 000余份标准，，，，，，，在天下上获得高度关注和普遍使用。。。。。。据统计，，，，，，，已有2 800项美国军用标准被ASTM标准替换。。。。。。ASTM系统包括的钛类相关标准共有28个，，，，，，，其中活性与耐熔金属委员会下属的钛金属分委员会B10.01制订了13项（见表1）。。。。。。

表1 ASTM B10.01委员会宣布的钛类标准

AMS标准由美国SAE（美国汽车工程师协会）下属航空航天理事会的航空质料分会宣布，，，，，，，是美国质料专业数目最多的非政府标准，，，，，，，作为最优异的采购规范，，，，，，，在天下航空领域享有很高的声誉，，，，，，，也是我国航空质料重点参照的外洋先进标准。。。。。。AMS标准其有用标准的数目靠近2 800项，，，，，，，已有凌驾1 270份被美国国防部接纳。。。。。。分会的14个专业委员会中，，，，，，，AMS–G专业委员会认真钛合金和难熔质料相关标准的制订。。。。。。凭证SAE网站最新资料统计，，，，，，，AMS现在约有112个现行的钛类标准，，，，，，，编号规模主要集中在AMS4897～4999和MS6900~6946（见表2）。。。。。。标准中包括大宗的新合金，，，，，，，美国新开发钛合金的标准主要是通过AMS制订并宣布的。。。。。。

表2 AMS钛类标准的漫衍

ASME是美国机械工程师协会(The American Society ofMechanical Engineers)制订的制作规范及其质料标准。。。。。。钛类标准主要在第II卷（质料篇）的B类—非铁基质料中，，，，，，，这些标准所有引用了ASTM响应的质料标准和质料试验标准。。。。。。

2.2 我国钛及钛合金标准生长历程

我国钛及钛合金的生产起步于20世纪50年月，，，，，，，1964年实现了钛加工材的工业化生产。。。。。。我国钛合金的标准是随着我国钛工业生长而建设、生长和完善的，，，，，，，经由40多年的生长，，，，，，，现在已经形成了GB和GJB两大类系统。。。。。。GB以知足民用为主，，，，，，，兼顾军用的一样平常通用要求，，，，，，，采标工具主要是ASTM和ASME。。。。。。GJB则是为知足军品的需求，，，，，，，采标工具主要是AMS和MIL。。。。。。

2.2.1 钛合金国标的生长

1970年，，，，，，，我国由冶金部正式公布了第一部钛类标准YB761-70《钛及钛合金牌号和化学因素》，，，，，，，建设了以原苏联标准为基础的我国钛加工材牌号系列。。。。。。凭证使用状态的组织，，，，，，，将α钛合金、β钛合金和（α+β）钛合金的牌号划分以TA、TB、TC加上合金顺序号来体现。。。。。。共包括21个牌号，，，，，，，其中纯钛4个，，，，，，，合金17个。。。。。。同时宣布了钛带材行业标准YB763-70。。。。。。1983年在原有冶金部标准的基础上，，，，，，，制订了我国第一部《钛及钛合金牌号和化学因素》国家标准GB 3620-1983。。。。。。删除了原标准中的3个牌号，，，，，，，保存了18个牌号 [4] 。。。。。。

从20世纪90年月初期最先国家对标准举行修订，，，，，，，借鉴美国的履历，，，，，，，引入了钛合金质料用户的“复验剖析允许误差”理念，，，，，，，将GB 3620-1983分为两个标准，，，，，，，一个是GB/T 3620.1《钛及钛合金牌号和化学因素》，，，，，，，和GB/T 3620.2《钛及钛合金加工产品化学因素及因素允许误差》。。。。。。在GB/T 3620.1中纳入了新合金牌号TA0，，，，，，，TA7ELI，，，，，，，TA9，，，，，，，TA10，，，，，，，

TB3，，，，，，，TB4，，，，，，，TC11，，，，，，，TC12，，，，，，，同时删除了TA8和TC7两个合金。。。。。。牌号数目为24个。。。。。。

2006年，，，，，，，国家对钛类标准举行了第3次修订和完善，，，，，，，GB/T 3620.1-2007除增添大宗的新合金牌号外，，，，，，，对纯钛牌号及化学因素举行了重大调解，，，，，，，作废了TAD和TA0牌号，，，，，，，并对化学因素举行了周全调解，，，，，，，与国际标准ISO和ASTM一致。。。。。。

另外，，，，，，，在原24个牌号的基础上新纳入54个新牌号，，，，，，，删除了2个牌号，，，，，，，牌号总数抵达了76个 [5] 。。。。。。

阻止2008年，，，，，，，我国钛及钛合金类GB有45项，，，，，，，其中与航空用钛材相关的标准16项，，，，，，，化学剖析要领标准25项，，，，，，，其他要领类标准4项。。。。。。表3为其余16项与航空用钛材相关的主要钛类标准的生长情形。。。。。。

表3 我国主要钛及钛合金国标生长情形

另外，，，，，，，2009年4月有5项关于钛及钛合金要领类的GB宣布，，，，，，，已于2010年2月1日实验（见表4）。。。。。。

表4 我国2009年新宣布的钛类国标

从表3和表4中可以得知，，，，，，，我国在质料（海绵钛）、合金因素、半制品加工材（棒材、板材、带材、箔材、丝材、管材、饼材、环材）、铸造产品（铸件和铸造合金）、质料组织结构、相关磨练要领、试验要领和废物接纳使用等方面均妄想制订了相关的钛合金质料的国家标准，，，，，，，基本知足了航空用钛合金质料的相关需求。。。。。。

2.2.2 钛合金国军标的生长

为了知足航空、航天等国防工业对钛合金质料更高要求的需求，，，，，，，1983年我国确立了国家军用标准系统，，，，，，，并于1987年8月28日通过审定并于1988年正式实验了我国第一个钛类国家军用标准GJB 391-1987《航天工业用TC4钛合金锻制饼材》。。。。。。经由多年的生长和完善，，，，，，，到2000年已经起源形成了较完整的钛合金质料军用标准系统。。。。。。以后到现在的一段时间内，，，，，，，并没有增添新的标准，，，，，，，只是更新了14项旧标准。。。。。。现在现行GJB中与钛及钛合金相关的有34项，，，，，，，涉及航空工业的主要有25项，，，，，，，其中关于铆钉的有9项、螺栓1项，，，，，，，其余15项为主要钛材的标准（见表5）。。。。。。

表5 我国主要航空用钛合金质料国军标

从表5中可以得知，，，，，，，我国对飞机结构件用的钛合金质料安排制订了棒材、线材、板材、带材、管材、锻坯、锻件规范，，，，，，，对发念头结构件用的钛合金质料安排制订了压气机叶片用钛合金棒材规范、钛合金饼、环坯规范、钛毛细管规范。。。。。。在工艺标准方面，，，，，，，制订了适用于包括航空行业在内的通用的钛合金质料热处置惩罚工艺标准。。。。。。

这些标准简直立，，，，，，，基本上知足了我国航空工业中已定型的诸多型号飞机和发念头生产的使用需求，，，，，，，为我国航空工业的前进施展了主要作用。。。。。。

3、航空用钛合金质料和手艺标准的未来生长趋势初探

相关于美国、前苏联、德国、英国、法国等工业化国家在钛合金工业领域生长而言，，，，，，，我国在钛合金质料方面的研究和应用起步较晚。。。。。。与上述钛工业化强国保存不小的差别。。。。。。

我国生产的熔炼用的海绵钛的纯净度低，，，，，，，钛合金铸锭的杂质含量高，，，，，，，组织匀称性差，，，，，，，熔炼工艺的稳固性不高。。。。。。钛合金半制品加工装备的能力普遍偏低，，，，，，，同时造成钛合金半制品的质量低且不稳固。。。。。。

从钛合金质料标准角度来看，，，，，，，与美国112项AMS宇航专用钛合金质料标准相比，，，，，，，我国的钛合金质料标准数目显着不可知足于未来航空工业的生长需求。。。。。。在标准的手艺内容方面与上述国家的差别则主要体现在钛合金半制品的规格、质量要求、磨练测试手段及品种类型等。。。。。。

我国钛合金质料和钛合金质料标准与这些国家爆发差别的缘故原由有两方面：一是我国钛工业化历史的时间短，，，，，，，在我国最先钛合金研究的时间，，，，，，，上述国家已经进入钛的工业化阶段了；；；；；；二是终端航空武器装备的差别，，，，，，，种种型号的大型军用运输机、轰炸机、歼击机、武装直升机等。。。。。。

为了知足我国航空武器装备的需求，，，，，，，更好地效劳于国防事业，，，，，，，在钛合金质料的研究和应用领域及钛合金质料的标准化事情领域应着手开展以下的事情。。。。。。

4、结论

4.1 钛合金在航空领域应用普遍，，，，，，，是飞机和飞机用发念头的主要结构质料。。。。。。

4.2 在新型钛合金研究方面，，，，，，，现在海内较量活跃；；；；；；未来开展能知足包括高强、高韧、高温、阻燃和损伤容限型的种种设计使用要求的钛合金质料研究以及对这些质料的大规格和超大规格半制品的研究是一定趋势。。。。。。

顺应航空武器装备小型化、超大型化及多样化品种规格的需求，，，，，，，以及高空、高速、高无邪性、超远航程等特殊要求，，，，，，，开展能知足包括高强、高韧、高温、阻燃和损伤容限型的种种设计使用要求的钛合金质料研究。。。。。。对大规格和超大规格的钛合金棒材、板材、带材、锻坯、锻件、环形件、铸件，，，，，，，高性能的管材、紧固件，，，，，，，大型、重大、细密铸件，，，，，，，阻燃质料，，，，，，，600℃及以上的高温质料，，，，，，，型材等给予优先研究。。。。。。

对大型钛合金铸造、挤压、轧制加工装备、热处置惩罚装备及熔炼装备加速设计制造和装备速率，，，，，，，为实现大型钛合金半制品生产加工创立条件。。。。。。

建设并完善钛合金型材的生产加工，，，，，，，在知足航空武器装备需求的同时，，，，，，，填充了我国钛合金半制品加工方法的空缺。。。。。。

在确保准确性、经济性和可靠性的条件下，，，，，，，开展钛合金半制品规格和质量方面磨练测试装备研制和要领研究，，，，，，，为钛合金质料工业化提供手艺支持。。。。。。

未来的钛合金质料的标准化事情应在上述钛合金质料工业化的基础上睁开。。。。。。将新研制的种种质料，，，，，，，半制品的差别品种、规格，，，，，，，新的磨练、测试要领，，，，，，，加工、处置惩罚工艺制订为响应的国家标准、国家军用标准或航空行业标准。。。。。。

开展钛合金质料的标准化事情，，，，，，，在借鉴上述钛工业化强国手艺履历的同时，，，，，，，更应重点突出我国的生长特色。。。。。。强化吸收，，，，，，，但力争协调适用，，，，，，，切合我国的详细情形，，，，，，，使钛合金质料的标准在我国的国防工业系统中施展应有的效能。。。。。。

4.3 国际上的钛工业化强国在钛合金质料标准方面具有相对完善的系统，，，，，，，我国钛材标准经由多年的建设和刷新，，，，，，，系统已起源形成，，，，，，，但仍需进一步完善。。。。。。

[参考文献]

[1] 许国栋，，，，，，，王凤娥. 高温钛合金的生长和应用[J]. 有数金属，，，，，，，2008, 32（6）:774-780.

[2] 蔡建明，，，，，，，李臻熙，，，，，，，马济民，，，，，，，黄旭，，，，，，，曹春晓. 航空发念头用600℃高温钛合金的研究与生长[J]. 质料导报, 2005,19(1):50-53.

[3] 毛小南，，，，，，，赵永庆，，，，，，，杨冠军. 外洋航空发念头用钛合金的生长现状[J]. 有数金属快报, 2007, 26（5）.

[4] 黄永光. 我国钛及钛合金牌号的生长和标准化[J]. 有数金属快报, 2008, 27（4）.

[5] 黄永光. 我国钛及钛合金板材标准化现状[J]. 钛工业希望, 2009, 26（2）.