浅析航空材料技术的发展现状与展望

摘 要：先进的材料能够有效的支撑航空航天技术的发展，本文重点研究了航空材料技术的发展现状，并展望了未来航空材料技术的发展前景。

关键词：航空材料技术；发展现状；展望

中图分类号：V25 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0363-01

引 言

先进的材料是推动国家经济发展的关键技术。随着科技的发展，航空技术对先进材料的依赖性越来越大，所以要将航空材料技术的发展作为优先发展的技术。

1 航空材料技术发展现状

1.1 高温合金材料技术

高温合金材料是航空发动机的主要材料之一，这是因为高温合金材料能够满足飞行器燃气涡轮发动机的耐高温要求。在目前的航空发动机制造材料中，高温合金材料已经占据了半壁江山。新单晶合金超冷叶片已经投入了正式的使用，粉末高温合金也被作为涡轮盘的主要材料全面的应用，并且进行了技术上的更新，使工作温度由前代的650℃提高到了750℃和850℃。但是我国所使用的变形盘，最高工作温度还是处于650℃，不能很好的满足高推重比发动机的要求，严重影响了我国航空发动机的发展脚步。所以目前的主要研究方向就是将粉末高温合金的纯净度进行提高，加强粉末冶金工艺和铸锻工艺技术，将涡轮盘最高工作温度推进至850℃之上。

1.2 铝合金材料技术

铝合金材料既有钢的比强度和比刚度，还有小于钢的密度，是十分适合航空发展的材料。航空飞机材料的主要特点就是高强度、轻质量和高可靠性，铝合金材料完美的满足这些要求。铝合金的发展是随着科技的革新而不断演变的，先后经历了静强度铝合金、耐腐蚀铝合金和高纯铝合金，其主要的应用范围是机体的制造，无论是民用飞机还是军用飞机都在机体的制造中使用了大量的铝合金材料。比如：波音737、波音747、波音757、波音767和空客A320等民用飞机，F15、F16、F22等战斗机都是用了铝合金材料，从技术上将飞机的重量进行了降低，同时也增加了机体的稳定性。从某种程度上来说，铝合金材料的应用可以代表一个国家在航空技术上的水准，我国在铝合金材料的研发上有着很大的进展，对航空事业的发展起到了很强的推动作用。

1.3 钛合金材料技术

铝合金材料虽然是被广泛应用于机体的制造上，在航空发展中占据很重要的地位，但是铝合金材料还具有一定的缺陷，在承受温度的载荷上很低。所以钛合金材料应运而生，在航空材料中加钛可以有效的解决铝合金温度载荷低的缺点，使机体更加的坚固和稳定。同时钛合金也具有极高的强度、韧性和可焊性等优点，所以钛合金的使用就代表了飞机的先进程度。但是我国钛合金材料技术的发展起步较晚，相比于西方发达国家还有着不小的差距，这也成为了制约我国航空事业发展的障碍。所以要加大对钛合金的研发力度，努力学习西方的先进技术手段，剔除糟粕、取其精华，推动钛合金材料技术的发展。

1.4 超高强度钢材料

超高强度钢材料在飞机制造中的使用量并不大，但是却有着无可取代的作用。超高强度钢材料的主要应用范围在飞机的起落架、翼梁和承力螺栓等部位，这都是保障飞机安全的重要零件，使用超高强度钢材料进行这些部位的制造能够最大限度的保证飞机的安全和稳定。超高强度钢材料主要分为三种，既低合金、中合金和高合金超高强度钢，低合金钢的碳含量一般在0.3～0.5%，能够保证钢的淬透性，主要用于飞机大梁、发动机轴等部位的制造；中合金钢的碳含量大约为0.4%，有较高的淬透性，主要用于发动机零件的制造；高合金钢又分为马氏体时效钢、Ni-4Co型钢和沉淀硬化刚，其中碳含量分别为0.03%、0.20～0.30%，主要应用在航空器结构件和高压容器等。利用不同性能的钢材料可以有效的控制飞机的使用寿命和成本投入，我国超高强度钢材料的发展已经走在了前列，应该加大研发力度来进一步加强超高强度钢材料的质量，并且研发新型的超高强度钢材料。

1.5 复合材料技术

复合材料具有很多的优质特性，比如高强度、高模量、高导热性等。复合材料在航空发展上的应用已经有着几十年的历史，通过这几十年来的发展，复合材料在飞行器上的应用已经从小部件的材料发展成了承力结构的材料，占据了重要的地位。很多先进的飞机都在使用大量的复合材料来制造，复合材料主要包括先进树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。同时复合材料的主要优点表现在以下四点：①智能化；②多功能化；③质量轻、性能强；④成本低，虽然我国在先进复合材料上的研发已经有着很大的突破，但是和西方国家相比还是有着一定的差距，所以要加大力度对复合材料的强度、韧性和整体性能进行研发，使复合材料技术更加的先进。

2 航空材料技术的展望

航空材料技术的发展趋势是低成本、多种类、高性能。要对传统的材料加大研发力度，在现有的基础上进行技术的革新，保证材料技术能够跟上航空技术的发展脚步，同时要控制好成本的投入，将材料性能和一体化产品制造纳入研发体系，以高技术含量和先进制造技术为依托来发展航空材料技术。同时大力研发新型的航空材料，让航空材料实现标准化、通用化，完善航空材料体系，推动航空材料的健康发展。

3 结 论

综上所述，航空材料技术的发展是航空事业的有力支撑，先进的航空材料技术能够加快航空事业的发展脚步，提高我国整体的航空技术层次，这样才能缩短与发达国家之间的差距，促进航空技术发展。

参考文献

[1]闫晨强，杨坤峰，李红海，等.解析航空材料技术的现状与未来发展空间[J].现代工业经济和信息化，2015（2）：76～77.

[2]颜鸣皋.航空材料技术的发展与应用[J].新材料产业，2009（10）：24～27.

收稿日期：2018-10-9