第29卷第5期 2010年5月
特约专栏
中国材料进展 MATERIALS CHINA
Vol.29No.5 May.2010
航空用损伤容限型钛合金研究与应用
朱知寿，王新南，童路，商国强
（北京航空材料研究院，北京100095）
摘要：为了满足新型飞机的大尺寸、高减重、长寿命和低成本的设计与应用需求，采用损伤容限型钛合金材料及其应用技术是一条重要途径。国外发达国家已经在新量损伤容限型钛合金材料研制和在先进飞机上的应用方面走在了前列，特别是像中强度的Ti=6AI=4VELI和高强度的Ti-6-22-22S等，已经成功地应用在了美国F-22/F-35，C-17等新一代飞机中，
限型钛合金TC21，建立了损伤容限型钛合金的β处理加工技术，为我国新型飞机的研制类定了材料应用技术基础。通过分析国内外损伤容限型钛合金材料及其新型加工工艺技术的研究发展情况，结合我国新型损伤容限型钛合金材料研究进展，重点
探讨了新型损伤容限型钛合金的材料特点、性能水平和应用前景。关键词：钛合金；损伤容限；性能；应用
中图分类号：TC146.2*3
文献标识码：A
文章编号：16743962(2010)05001404
Tolerance
Researchand Applicationof Damage
Titanium Alloys forAeronauticalUse
TONG Lu, SHANG Guoqiang
ZHU Zhishou,
WANGXinnan，
(Beijing Institute of Aeronautical Materials，Beijing 100095，China)
Abstract: In order to meet the design and application requirements for large size, high efficiency of weight saving, long life, and low cost in new airplanes, the use of damage tolerance titanium alloy and its application technology is an impor tant method. In foreign developed countries, researches on new type damage tolerance titanium alloys have been made and the alloys have been widely used in advanced airplanes. Especially the moderate strength alloy Ti6Al4V ELI and high eeeeaa America, greatly improve the service life and combat effectiveness of airplanes. In these years, new type titanium alloys of moderate strength TC4 DT titanium alloy and high strength TC21 titanium alloy have been developed in China, and their processing technology has been created too, thus establishing titanium alloy system in applications of aeronautical structures in China. The worldwide damage tolerance titanium alloys and their research development conditions of new type processing technologies and techniques have been analyzed. And combined with research progress in China, material characteristics, performance level and application prospects of new type damage tolerance titanium alloys have been dis-cussed.
Key words:titanium alloy; damage tolerance; properties; application
1前言
钛合金作为一种轻金属合金材料，具有高比强度、高比模量、高韧性、耐腐蚀以及易加工等优良的综合性能，广泛应用于航空航天及其发动机结构中。钛合金在飞机以及发动机上的使用量也成为衡量其先进性的重要指标之如美国第三代战斗机F-15上钛合金的用量为27%，面第
收稿日期：20100304
基金项目：航空重点基金项目（2007ZF21011）；国家重点基础研
究发展计划资助项目（2007CB613803）
通信作者：朱知寿，男，1966年生，博士，研究员
四代战斗机F-22的用钛量已经达到了38.8%[1-3]。
随着飞机设计理念逐渐由过去的单纯静强度转变到安全一寿命、破损-安全，直至现代的损伤容限设计理念，先进钛合金材料也逐步向具有高断裂韧性和低裂纹扩展速率的损伤容限型钛合金方向发展。目前，国外发达国家已经在新型损伤容限型钛合金材料研制和在先进飞机上的应用方面走在了前列，特别是像中强度的Ti-6A1-4VELI和高强度的Ti-6-22-22S等，已经成功地应用在了美国F-22，F-35和C-17等新一代飞机中，大大地提高了飞机的使用寿命和战斗力。随着飞机设计理念的发展，钛合金结构的损伤容限设计思路在我国也开始得到关注4}。在国家有关部门的大力支持下，