中国某型飞机首次大量采用损伤容限型钛合金

　　原题：“钛”空中的追梦者——记中航工业航材院研究员朱知寿

　　有一个人，从刚参加工作就一头扎进了钛合金的世界，22年在“钛”空中追逐着报国强军的梦想，他就是朱知寿。

　　朱知寿1966年出生，工学博士，中航工业钛合金材料首席技术专家。自1991年从事航空用钛合金基础研究与应用研究工作以来，主持完成了国家重点科技项目11项、型号技术攻关项目3项；目前正在主持的国家技术攻关项目6项；他主持完成的科研项目获得2011年度国家科技进步二等奖。

　　工艺创新的行家里手

　　航空材料好比建造之材，是航空大厦之基，而钛合金材料则好比这些建材中的钢筋。钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点，主要用于制作飞机主承力构件和发动机压气机部件。

　　“长空铸剑，材料当先”。朱知寿领导科研团队先后创建了我国低强度(Ti45Nb)、高强韧(TC21)和中强度高韧性(TC4-DT)飞机结构用高性能损伤容限型钛合金材料及应用技术，以及超高强度钛合金(TB8)应用技术，为我国飞机用先进钛合金材料按系列发展、形成具有中国特色的钛合金材料体系做出了重要贡献。

　　朱知寿先后提出了“新型钛合金准锻造工艺”和“钛合金准热处理工艺”两项国家发明专利技术，以及综合高性能钛合金材料加工、焊接和成形等系列应用技术，形成了我国新一代飞机用高性能损伤容限型钛合金系列应用技术体系。例如，通过材料创新和工艺创新，使TC21钛合金集高强、高韧、高模、优良焊接性能、损伤容限五大特点于一体，综合性能水平达世界领先；同时使TC4-DT钛合金具有中强、高韧、优良焊接性能、损伤容限等特点，相比国外同类材料具有更加综合的优异性能，并得到推广应用，实现了我国飞机钛合金从仿制到创新、从静强度到损伤容限、从单一高性能到综合高性能的重大跨越。

　　损伤容限型钛合金的“零突破”

　　朱知寿的创新能力不仅仅体现在科研攻关上，对于应用，他也是行家里手。他提出两项专利技术，形成了我国新一代飞机用高性能损伤容限型钛合金系列应用技术体系。他常说，技术创新不完全是在实验室里搞研究，还要结合工厂与实际应用，形成产学研用一体化。朱知寿每年都要往返于各飞机制造厂、锻造厂和材料厂，将他的创新性研究成果迅速与实际结合，实现创新应用。

　　“一代材料、一代装备”。为了满足我国新一代飞机高减重和长寿命设计需求，朱知寿首次采用创建的我国第一个高强韧损伤容限型钛合金(TC21)在多个机种上关键承力部件的装机领先应用，让我国损伤容限型钛合金在我国飞机关键承力部件上得到批量应用，实现了“零”的突破，从而提升了我国飞机钛合金用量及应用水平和安全可靠性；并进一步采用TC4-DT中强高损伤容限型钛合金在我国飞机的大量应用，提高了飞机的减重效果、使用寿命和安全可靠性。关键主干钛合金材料必须立足国内、走自主创新的道路，摆脱长期以来航空关键钛合金材料依赖国外的被动局面，实现自我保障。朱知寿为此做出了重要贡献。

　　通过主持“九五”预研、“十五”预研和“十一五”预研材料专项等项目，朱知寿按照上级机关决策和航空工业发展要求，选择长期制约我国装备发展的钛合金材料关键技术为突破点，创新研制模式，在关键技术突破后及时转型，组织工程化研制，创立了投入少、周期短、效果好、符合国情和材料发展规律的研制与工程应用模式。这一模式遵循材料研制和应用研究的全过程原则，解决了从技术攻关到工程应用的断层问题，迅速提升主干材料的技术成熟度，为工程化和型号应用提供了及时可靠的技术保障。

　　与时间赛跑 保核心技术

　　朱知寿不但注重材料技术创新性理论研究，而且在工程化和型号应用实践中发挥着专业指导作用。我国在某飞机上首次大量采用损伤容限型钛合金，把TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金材料技术等预研成果，成功大量应用于飞机的大型安全寿命级关键承力部件，此过程需要攻克飞机应用和实际生产中的大量技术和应用难题。朱知寿带领项目组与时间赛跑，在材料厂和多家航空专业化锻造厂开展工艺稳定性控制技术联合攻关，多次召开工艺评审会和工厂现场超声波探伤技术协调会，制订统一的技术规范和实施细则，最终解决了冶金、性能和探伤杂波等质量稳定性技术难题。

　　TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金是我国飞机的关键主干材料，具有内部质量要求严、工艺控制精度高、综合性能匹配难度大、零件结构复杂以及应用部位关键等特点。朱知寿带领项目组在解决大型锻坯组织细化、制坯成形、准β加工以及网篮组织与杂波控制等关键技术的基础上，进一步对构件残余应力控制、表面结构完整性加工、加工缺陷控制和烧伤修补等实际使用过程中的关键技术问题开展了深入研究，为设计和安全使用提供了重要的参考依据，避免、挽救了钛合金整体框构件的报废。通过协同工艺攻关，稳定加工质量，加强应用基础研究，确保了型号飞机的大型安全寿命级关键承力部件的批量稳定供应、安全可靠使用，确保了研制进度和型号装机进度。

　　自主创新是我国装备关键主干材料研制的根本道路。作为核心关键材料，钛合金的每一次技术进步，都融汇着勇于创新的血液，凝聚着善于钻研的智慧，流淌着甘于寂寞的汗水，浸润着乐于奉献的情怀。而这正是以朱知寿为代表的航空材料人的真实写照。

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