未來航空飛行器對鈦合金的需求應該是兼具更高強度、更高韌性、更高損傷性能、更高耐高溫性能等。鈦合金材料應用發展方向將是：新型高超強度結構鈦合金、高性能的損傷容限型鈦合金、低成本抗疲勞鈦合金、新型高溫結構鈦合金、先進TiAl基材料、鈦基復合材料等方面。

現代飛行器對結構減重的需求越來越迫切，除鈦合金材料外，復合材料在飛行結構上也得到了大量應用。波音787飛機復合材料用量達到了50%，空客A380復材用量也達到了25%。就目前來講，復合材料還不能全面替代金屬，金屬材料還不可或缺。鈦合金與碳纖維增強的復合材料彈性模量匹配、熱膨脹系數相近；并具有很好的化學相容性，不易發生電位腐蝕。F-18“大黃蜂”的翼身接頭曾采用了鈦合金接頭零件與復合材料蒙皮階梯形粘接的設計。經過數年的服役考驗，該項設計的可靠性得到了驗證。伴隨復材用量的增長，鈦合金材料用量也將進一步增加。

從近年來的開源信息可知，美國對下一代飛機結構材料的要求是更輕質G效、成本可控。按照2006年幣值計算，F-22的單機成本約為3.61億美元。F-35 Z初成本目標為3500萬美元，后增至1.38億美元。在龐大的成本開支中，鈦合金制造成本高是一個不可忽視的因素。低成本鈦合金是用Fe、O等元素代替比較昂貴的V、Mo等元素。美國Timetal公司采用廉價的Fe-Mo中間合金形式添加Fe元素，代替價格昂貴的V元素，開發出了一種高強度低成本的β型鈦合金Timetal-LCB，目標是替代價格較貴的Ti-10V-2Fe-3Al合金。

鈦合金焊接、近凈成形、冷成形等也是提高材料利用率、降低工藝成本的有效方式。電子束焊接、激光焊接等先進焊接技術，已在國內的一些型號上得到了成功應用。北航、西工大等一批激光成形團隊，在鈦合金新技術應用方面取得了不錯的成績。

在新型高溫鈦合金研究方面，國內曾在英國IMI829的550℃高溫鈦合金和美國的600℃的Ti-1100高溫鈦合金的基礎上，分別添加不到1%的稀土元素Gd和Y元素，通過形成稀土氧化物，凈化晶界、細化晶粒，提高了合金的強度、蠕變和持久性能。TA12（Ti55）是中科院金屬所與寶鈦集團、北京航空材料研究院共同研制的一種近α型高溫鈦合金，設計使用溫度為550℃。目前，Ti55材料相對成熟，穩定的使用溫度范圍為550℃～600℃。Ti65材料的設計使用溫度為600℃～650℃，相應的研究工作正在有序開展中。

近年來國外把采用快速凝固/粉末冶金技術、纖維或顆粒增強復合材料研制鈦合金作為高溫鈦合金的發展方向，使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上。中科院金屬所研發的鎢芯鈦基復合材料，已經在一定范圍內得到了應用。

文章來源于網絡，如有問題，請與我們聯系！