鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等多種優(yōu)異性能，一直得到多個(gè)行業(yè)的高度重視，被譽(yù)為“第三金屬”(鋼鋁之后的)、“空間金屬”、“海洋金屬”等，在國(guó)防軍工裝備輕量化發(fā)展、性能提升，“節(jié)能減排、綠色發(fā)展”、“建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”等各方面需求和政策支持下，其重要性和發(fā)展前景不言而喻。我國(guó)鈦及鈦合金研究及產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)65年發(fā)展，形成了冶煉、熔煉、加工、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈，技術(shù)體系較完整，在航空航天、化工領(lǐng)域、醫(yī)療行業(yè)等領(lǐng)域獲得較廣泛應(yīng)用，基礎(chǔ)研究水平在國(guó)際上占有重要地位。廣闊的市場(chǎng)需求、良好的技術(shù)積累，毫無(wú)疑問(wèn)，中國(guó)鈦合金研究和產(chǎn)業(yè)未來(lái)大有可為。

由中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)主辦的“全國(guó)鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)”自1973年在寶雞成功舉辦第一屆會(huì)議以來(lái)，已先后成功舉辦了16屆，并發(fā)展成為我國(guó)鈦行業(yè)的科技盛會(huì)和鈦領(lǐng)域重要的產(chǎn)學(xué)研交流平臺(tái)。2019年4月14～17日，由南京工業(yè)大學(xué)等單位承辦的“第十七屆全國(guó)鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)”在六朝古都南京成功召開(kāi)。會(huì)議共進(jìn)行了11個(gè)大會(huì)特邀報(bào)告、41個(gè)分會(huì)特邀報(bào)告和192個(gè)口頭報(bào)告，報(bào)告人來(lái)自我國(guó)鈦合金冶金、材料、制造及應(yīng)用領(lǐng)域的近30家高校、15家研究院所和10家企業(yè)。相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者、碩博學(xué)生和工程師等600余人參加交流會(huì)。鈦行業(yè)的科技工作者們共同分享了近3年鈦行業(yè)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究的最新進(jìn)展和可喜成果，交流探討了國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)和關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)內(nèi)容豐富的交流以及不同學(xué)術(shù)思想的碰撞，啟發(fā)了思路，增強(qiáng)了合作。

《中國(guó)材料進(jìn)展》雜志社是本屆學(xué)術(shù)交流會(huì)的協(xié)辦單位之一，并派編輯(筆者)參會(huì)學(xué)習(xí)。筆者了解到近3年我國(guó)在海綿鈦冶金、TiAl合金成形技術(shù)及應(yīng)用、高品質(zhì)鈦合金粉末制備、粉末冶金制備鈦合金大型構(gòu)件、鈦合金增材制造、鈦合金低成本制備加工技術(shù)、鈦基復(fù)合材料成形技術(shù)等鈦領(lǐng)域眾多方向有重大進(jìn)展。中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)賈明星理事長(zhǎng)在大會(huì)致辭中說(shuō)，鈦合金在C919大飛機(jī)項(xiàng)目、4500米深潛器等重大工程的應(yīng)用，表明了我國(guó)鈦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又上了一個(gè)新臺(tái)階。相信未來(lái)，鈦及鈦合金高端化發(fā)展的速度會(huì)越來(lái)越快。同時(shí)，筆者也了解到目前我國(guó)鈦合金成本仍然很高，產(chǎn)品性能不均一、不穩(wěn)定，應(yīng)用量仍然很少；基礎(chǔ)研究、數(shù)據(jù)積累仍然比較弱，應(yīng)用技術(shù)研究不足。鈦及鈦合金領(lǐng)域科研及產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重道遠(yuǎn)。

筆者借“第十七屆全國(guó)鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)”召開(kāi)的難得機(jī)會(huì)，采訪了5位鈦及鈦合金領(lǐng)域的資深專(zhuān)家，為鈦領(lǐng)域同仁們介紹部分應(yīng)用研究方向取得的可喜成果，探討發(fā)展趨勢(shì)和重點(diǎn)。希望擴(kuò)大會(huì)議交流成果，增強(qiáng)鈦領(lǐng)域科研人員的信心并凝聚共識(shí)，攜手專(zhuān)家、學(xué)者，助力鈦科技和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、繁榮發(fā)展。

(1)林均品教授、張繼教授談：國(guó)內(nèi)TiAl合金研究、應(yīng)用進(jìn)展

(2)張緒虎副總師談：粉末冶金制備鈦合金大型構(gòu)件的進(jìn)展

(3)呂維潔教授談：鈦基復(fù)合材料的大尺寸構(gòu)件精密熱加工成形技術(shù)的突破

(4)常輝教授談：鈦合金低成本制備加工技術(shù)的進(jìn)展及趨勢(shì)

(1)國(guó)內(nèi)TiAl合金研究、應(yīng)用進(jìn)展

TiAl基金屬間化合物(也稱(chēng)TiAl合金)是一種新型輕質(zhì)的高溫結(jié)構(gòu)材料，密度不到鎳基合金的50%，具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)、高比剛，良好的高溫抗氧化性、蠕變抗力及阻燃性能等優(yōu)點(diǎn)，使用溫度可達(dá)到650～900 ℃,成為當(dāng)代航空航天工業(yè)、兵器工業(yè)以及民用工業(yè)等領(lǐng)域的優(yōu)秀候選高溫結(jié)構(gòu)材料之一。目前工程用TiAl合金已形成兩個(gè)不同使用溫度的級(jí)別：高溫TiAl合金 (高Nb-TiAl合金)和普通TiAl合金,基礎(chǔ)合金成分主要差別是在Nb含量上:Ti-48Al-2Nb為普通 TiAl合金;Ti-45Al-(5～10)Nb為高Nb-TiAl合金。

2006年，美國(guó)波音787/747民用飛機(jī)GEnx系列發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用4822-TiAl合金作低壓渦輪葉片；2016年A320的PW1100G-JM-JTF發(fā)動(dòng)機(jī)裝配了TNM變形TiAl合金制備的低壓渦輪葉片；日本、德國(guó)、美國(guó)等把TiAl合金成功應(yīng)用于汽車(chē)增壓渦輪葉片和排氣閥。編輯從“第十七屆全國(guó)鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)”獲悉，國(guó)內(nèi)TiAl合金應(yīng)用研究取得不少突破和進(jìn)展，TiAl合金研究和應(yīng)用未來(lái)幾年會(huì)加速發(fā)展嗎？哪些方向應(yīng)用會(huì)率先發(fā)展起來(lái)呢？對(duì)此，編輯采訪了國(guó)內(nèi)TiAl合金領(lǐng)域兩位資深專(zhuān)家：北京科技大學(xué)林均品教授和鋼鐵研究總院張繼教授。

圖1 TiAl合金與高溫合金比有更高的比強(qiáng)度

圖2 林均品教授團(tuán)隊(duì)研制的全尺寸TiAl合金鑄造葉片

編輯：林教授，國(guó)內(nèi)TiAl合金研究、應(yīng)用方面，近3年有哪些重大突破和進(jìn)展呢？

林均品教授：大的進(jìn)展挺多，比如：1)北京科技大學(xué)牽頭的“973”計(jì)劃項(xiàng)目中，已開(kāi)發(fā)出新一代高Nb-TiAl合金，使用溫度比普通TiAl合金可提高60～100 ℃。目前，已鑄造出航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片樣件，高Nb-TiAl增壓渦輪通過(guò)了臺(tái)架磨合試驗(yàn)。2)鋼鐵研究總院開(kāi)發(fā)的二代TiAl合金Ti-47Al-2.5V-1.0Cr，應(yīng)用在車(chē)用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上，已完成發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)壽命考核，正進(jìn)行車(chē)輛全路況試運(yùn)行。對(duì)比試驗(yàn)表明，渦輪減重顯著改善了陸裝動(dòng)力的加速響應(yīng)性和排放煙度，有望正式列裝；研制的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)用低壓渦輪葉片已在西門(mén)子工業(yè)燃機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)完成掛片24 000 h，驗(yàn)證了表面和組織的長(zhǎng)期穩(wěn)定性水平。3)中科院金屬所制備的TiAl合金葉片，獲得英國(guó)羅羅航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司的精密鑄造技術(shù)質(zhì)量認(rèn)證證書(shū)。4)哈工大負(fù)責(zé)的“軍工973”項(xiàng)目將TiAl合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用推進(jìn)了一大步。

編輯：請(qǐng)您談一下TiAl合金應(yīng)用的前景？您認(rèn)為，可能最先突破和實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的成形技術(shù)是什么呢？

林均品教授：發(fā)展650～900 ℃使用的低密度、高比強(qiáng)的TiAl金屬間化合物新材料是我國(guó)航空、航天、運(yùn)輸、能源技術(shù)發(fā)展的迫切需求，對(duì)國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)建設(shè)意義重大。TiAl合金是一類(lèi)全新材料，與鎳基高溫合金相比減重約50%，其應(yīng)用將使我國(guó)高端制造產(chǎn)品的設(shè)計(jì)全新改變，有更新?lián)Q代和突破性意義，經(jīng)濟(jì)效益巨大。最先突破和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的成形技術(shù)將是鑄造和等溫鍛造。

編輯：TiAl合金在我國(guó)還沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)化及工程應(yīng)用，主要原因是什么呢？

林均品教授：主要有兩方面的原因。首先是一些關(guān)鍵技術(shù)還沒(méi)有突破：如TiAl合金零部件的低成本化制造；大型薄壁復(fù)雜TiAl合金構(gòu)件凝固組織控制及整體熔模精密鑄造技術(shù)；TiAl合金擠壓、近等溫鍛造、葉片模鍛技術(shù)，大尺寸板材制備技術(shù)，連接及超塑成形技術(shù)；高性能低含氧量球形超細(xì)TiAl合金粉末制備及3D打印技術(shù)等。

還有就是數(shù)據(jù)庫(kù)及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的缺乏。當(dāng)前制約TiAl合金在我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的主要原因是缺乏金屬間化合物材料構(gòu)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和使用經(jīng)驗(yàn)，特別是對(duì)金屬間化合物材料室溫塑性和斷裂韌性的要求、及其與蠕變和疲勞性能的匹配情況不明確。國(guó)外已經(jīng)擁有TiAl合金的性能評(píng)價(jià)方法、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和數(shù)據(jù)庫(kù)，但對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)保密和封鎖，因此建立我國(guó)針對(duì)典型牌號(hào)TiAl合金的性能表征、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和數(shù)據(jù)庫(kù)至關(guān)重要。

林均品,北京科技大學(xué)新金屬材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、教授，博導(dǎo)，“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授，“973”計(jì)劃首席科學(xué)家，享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼。中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)理事，金屬間化合物與非晶合金委員會(huì)副理事長(zhǎng)、美國(guó)TMS高溫委員會(huì)委員，JournalKovoveMaterialy-MetallicMaterial，JournaloftheKoreanSocietyforHeatTreatment，《中國(guó)材料進(jìn)展》等編委。從事結(jié)構(gòu)-功能金屬間化合物的研究，承擔(dān)了“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃、國(guó)家軍工平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等30余項(xiàng)國(guó)家課題。發(fā)表論文380余篇，SCI引用超3500次，出版專(zhuān)著2本。獲省部級(jí)科技成果一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利40余項(xiàng)。是TiAl合金領(lǐng)域最高水平系列國(guó)際會(huì)議“Gamma Alloy Technology (GAT)”主席或共同主席，在國(guó)際會(huì)議上作特邀報(bào)告30余次。

編輯：張教授，您帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)TiAl合金應(yīng)用方面率先取得較大進(jìn)展，研制的TiAl精密鑄造件應(yīng)用在重型車(chē)輛用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上，已完成發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)壽命考核，正進(jìn)行車(chē)輛全路況試運(yùn)行，對(duì)重型車(chē)輛性能提升、環(huán)保性有很大意義。從報(bào)告中得知，整個(gè)推進(jìn)應(yīng)用的過(guò)程非常復(fù)雜、非常不容易，您可以給我們簡(jiǎn)單介紹下嗎？

張繼教授：是的，我們完成了從部件考核、發(fā)動(dòng)機(jī)考核、到整車(chē)考核一個(gè)全流程試驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程不光要解決材料自身的問(wèn)題，還涉及部件加工、TiAl與鋼軸連接、軸系動(dòng)平衡調(diào)整等問(wèn)題，需要很多新知識(shí)、新技術(shù)，需要材料研究人員和設(shè)計(jì)、制造及組裝部門(mén)不斷加強(qiáng)溝通、協(xié)同創(chuàng)新。

編輯：TiAl合金未來(lái)哪些方向會(huì)獲得更多應(yīng)用？

張繼教授：從國(guó)外和國(guó)內(nèi)看，TiAl鑄造件應(yīng)該會(huì)更快取得應(yīng)用。像TiAl合金鑄造件主要用在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和發(fā)動(dòng)機(jī)后段，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)小一些；而鍛造件將應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)前端，性能要求更高，風(fēng)險(xiǎn)更大，考核試驗(yàn)的過(guò)程會(huì)更長(zhǎng)些。

編輯：TiAl鑄造件或TiAl合金的市場(chǎng)規(guī)模大嗎？會(huì)對(duì)高端鈦材的用量提升貢獻(xiàn)多少？

張繼教授：TiAl合金鑄件成本仍很高，是高溫合金鑄件的4倍左右，主要高在工藝成本。未來(lái)主要民用領(lǐng)域應(yīng)用是民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)和特殊用途車(chē)輛的渦輪增壓柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等，形成批量仍需一定的時(shí)間。TiAl系合金中目前Ti2AlNb的應(yīng)用已經(jīng)成一定批量，現(xiàn)一年能到10噸左右，會(huì)對(duì)鈦材用量提升有所貢獻(xiàn)。

張 繼,鋼鐵研究總院高溫材料所教授、常務(wù)副所長(zhǎng)，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)高溫材料分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事新型高溫合金材料和相關(guān)工藝技術(shù)研究，承擔(dān)“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃等各類(lèi)科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，在ActaMaterialia,Intermetallics,MaterialsScienceandEngineering,《金屬學(xué)報(bào)》等知名刊物上發(fā)表論文60余篇，作國(guó)際會(huì)議邀請(qǐng)報(bào)告12次，主持編寫(xiě)《中國(guó)高溫合金手冊(cè)》。獲2016國(guó)際先進(jìn)材料會(huì)議(9thIWAM)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等。

(2)微納復(fù)合強(qiáng)化鈦基復(fù)合材料的大尺寸構(gòu)件精密熱加工成形技術(shù)取得重大突破

上海交通大學(xué)呂維潔教授在 “第十七屆全國(guó)鈦會(huì)-金屬間化合物與鈦基復(fù)合材料分會(huì)”邀請(qǐng)報(bào)告中介紹到，他們團(tuán)隊(duì)在微納復(fù)合強(qiáng)化鈦基復(fù)合材料精密熱加工成形技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究方面取得多項(xiàng)成果，并且已制備出直徑達(dá)600 mm的精密構(gòu)件，在航天、兵器領(lǐng)域獲得應(yīng)用，使高性能鈦基復(fù)合材料向工程化應(yīng)用邁出一大步。

圖3 鈦基復(fù)合材料構(gòu)件照片

編輯：您可以介紹下微納復(fù)合強(qiáng)化鈦基復(fù)合材料，及其此次大尺寸構(gòu)件精密成形加工技術(shù)突破的重要意義嗎？

呂維潔教授：高性能鈦合金材料是國(guó)家在重大裝備制造中布局的重中之重，而原位自生顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料是在鈦合金基礎(chǔ)上，通過(guò)添加多元多尺度增強(qiáng)相發(fā)展出來(lái)的一類(lèi)特殊新材料，突破了傳統(tǒng)鈦材強(qiáng)度低、模量小和耐熱性差的臼殼，應(yīng)用領(lǐng)域(航空、航天、兵器等)和前景非常巨大。但是，制約鈦基復(fù)合材料發(fā)展和規(guī)?；こ虘?yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題仍然存在3點(diǎn)：復(fù)合調(diào)控難、組織優(yōu)化難、形變加工難。

我們團(tuán)隊(duì)提出了鈦基復(fù)合材料“控形、控型和控性”以及“微納復(fù)合強(qiáng)化”的設(shè)計(jì)思想，從“設(shè)計(jì)復(fù)合-復(fù)合響應(yīng)-變形加工”三方面，解決了原位自生鈦基復(fù)合材料中有效增強(qiáng)體種類(lèi)、尺寸、形態(tài)、分布等難以有效控制的難題，實(shí)現(xiàn)了多元多相高性能鈦基復(fù)合材料的可控制備，研制出的鈦基復(fù)合材料具有非常優(yōu)異的高強(qiáng)高模和耐高溫特性。然而，鈦基復(fù)合材料由于存在陶瓷顆粒相，使其大尺寸構(gòu)件精密成形加工非常困難，也是該材料大型構(gòu)件成型和應(yīng)用的瓶頸。針對(duì)復(fù)合材料精密成型難等關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題，近幾年我們開(kāi)展了熱加工成形和工程應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究，構(gòu)筑了微納復(fù)合強(qiáng)化鈦基復(fù)合材料超塑性加工判據(jù)，解決了鈦基復(fù)合材料的大變形難題，為高性能鍛件研制供了實(shí)踐依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了高性能鈦基復(fù)合材料精密熱加工成形技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)理論創(chuàng)新。

編輯：鈦基復(fù)合材料未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和重要問(wèn)題，您認(rèn)為有哪些？

呂維潔教授：鈦基復(fù)合材料研究，未來(lái)既要深入拓展材料的基礎(chǔ)研究，但也要持續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域和工程化規(guī)模，形成研發(fā)-應(yīng)用-發(fā)展的良性循環(huán)。其預(yù)期的增長(zhǎng)點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)包括復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、多元多尺度復(fù)合強(qiáng)韌化、納米力學(xué)及構(gòu)件服役性能評(píng)價(jià)，以及復(fù)雜構(gòu)件的智能精密成形技術(shù)等方面。

呂維潔，上海交通大學(xué)金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員、長(zhǎng)聘教授，博導(dǎo)。長(zhǎng)期從事原位自生鈦基復(fù)合材料研究。創(chuàng)新性地提出利用多元、多尺度增強(qiáng)體復(fù)合強(qiáng)化提高鈦合金性能的技術(shù)路線，建立了鈦基復(fù)合材料“設(shè)計(jì)復(fù)合-復(fù)合響應(yīng)-變形加工”的全鏈條基礎(chǔ)理論和制備技術(shù)體系。主持5項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，及“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃等50多項(xiàng)課題。出版專(zhuān)著3本，發(fā)表SCI論文200余篇，SCI論文他引2200多次，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利26項(xiàng)。獲得國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、上海市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)、中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)優(yōu)秀產(chǎn)品獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。獲教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才，上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人、上海市曙光學(xué)者、上海市科技啟明星和全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文等榮譽(yù)。

(3)粉末冶金制備鈦合金大型構(gòu)件，進(jìn)展迅速、成果豐碩

中國(guó)航天科技集團(tuán)航天材料及工藝研究所張緒虎副總師在“第十七屆全國(guó)鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)”大會(huì)報(bào)告上，作了題為“航天鈦合金材料及構(gòu)件精密成型技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)”的精彩大會(huì)報(bào)告。就鈦合金材料在航天領(lǐng)域應(yīng)用研究的進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)，編輯采訪了張緒虎副總師。

圖4 粉末冶金制備的鈦合金大型、復(fù)雜構(gòu)件

編輯：張副總師，請(qǐng)您談下鈦合金精密成型技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)取得的進(jìn)展？

張副總師：航天用鈦合金有變形構(gòu)件、鑄造構(gòu)件，還有粉末冶金構(gòu)件，相比而言，粉末冶金技術(shù)及應(yīng)用近年取得較大進(jìn)展。這主要是因?yàn)槲覈?guó)的鈦合金制粉技術(shù)取得突破和較大進(jìn)展，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)可以提供高品質(zhì)、多品種的3D打印鈦合金粉和粉末冶金用鈦合金粉，可以保證國(guó)內(nèi)鈦合金粉末冶金構(gòu)件的各種材料需求。

編輯：粉末冶金技術(shù)具有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)呢？

張副總師：粉末冶金技術(shù)制備的結(jié)構(gòu)件，性能可達(dá)到鍛件的性能水平，并且性能均一性好、制備過(guò)程短。產(chǎn)業(yè)化前景很好，優(yōu)勢(shì)明顯。

編輯：除了高品質(zhì)粉末，采用粉末冶金技術(shù)制備高性能航天領(lǐng)域鈦合金構(gòu)件，還需要解決什么關(guān)鍵技術(shù)難題呢？

張副總師：我們單位經(jīng)過(guò)幾個(gè)“五年計(jì)劃”的實(shí)施和研究積累，還解決了大型構(gòu)件熱等靜壓技術(shù)、應(yīng)力控制技術(shù)、大型復(fù)雜構(gòu)件粉末冶金制備技術(shù)、型模去除技術(shù)等，可以實(shí)現(xiàn)大批量、穩(wěn)定生產(chǎn)。隨著技術(shù)的積累和進(jìn)步，粉末冶金技術(shù)制備構(gòu)件的高性能、低成本優(yōu)勢(shì)將日益凸顯出來(lái)，航空航天領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模很大。

張緒虎，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第一研究院七○三所副總工程師兼特種金屬材料及工藝事業(yè)部主任、研究員。主要從事先進(jìn)金屬材料、金屬基復(fù)合材料及其工藝技術(shù)的研究工作和多種武器型號(hào)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、研制、批產(chǎn)工作。負(fù)責(zé)和參與“863”計(jì)劃，裝發(fā)十二項(xiàng)、十八項(xiàng)、二十項(xiàng)課題，航天民用技術(shù)等30余項(xiàng)課題。獲得國(guó)防科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)、中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；申請(qǐng)各類(lèi)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利(國(guó)防及實(shí)用新型)50余項(xiàng)；發(fā)表各類(lèi)學(xué)術(shù)論文近百篇。

(4)加快發(fā)展鈦合金低成本制備加工技術(shù)，推動(dòng)鈦合金在重大工程的廣泛應(yīng)用

南京工業(yè)大學(xué)常輝教授在題為“鈦合金低成本制備加工技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)”的大會(huì)報(bào)告中介紹說(shuō)，2017年，我國(guó)鈦錠年產(chǎn)能有146 700噸，而加工材產(chǎn)量只有55 400噸左右，消費(fèi)量只有55 130噸，綜合產(chǎn)能利用率僅為37.6%，消費(fèi)不足，產(chǎn)能過(guò)剩。這主要是因?yàn)殁伜辖鸬某杀具€是太高，是鋼鐵價(jià)格的近17倍左右，是鋁合金價(jià)格的4.5倍左右。據(jù)美國(guó)波音公司統(tǒng)計(jì)分析，航空鈦合金材料從原料到成品入庫(kù)的總成本中，海綿鈦原材料成本占46%，熔煉、加工成形、熱處理、檢驗(yàn)等成本占54%。加快研究、突破鈦合金低成本制備加工技術(shù)、大力推動(dòng)鈦合金在我國(guó)相關(guān)重大工程中的廣泛應(yīng)用，是我國(guó)鈦合金研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。對(duì)此，編輯采訪了國(guó)內(nèi)鈦合金領(lǐng)域知名專(zhuān)家常輝教授，請(qǐng)他介紹下鈦合金低成本制備加工技術(shù)的重要性及其途徑。

編輯：常教授，您認(rèn)為國(guó)內(nèi)鈦合金研究、應(yīng)用與國(guó)外的差距有哪些？可否談下鈦合金低成本制備加工技術(shù)的重要性？

常輝教授：差距主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一是鈦合金基礎(chǔ)研究水平差距較大，國(guó)外的研究比較深入和系統(tǒng)，數(shù)據(jù)積累非常豐富。其二是鈦合金產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性有較大差距。這種差距一方面是由于管理方面的問(wèn)題，但更重要的是工藝穩(wěn)定性和一致性的控制水平有較大差距。其三是采用諸如材料基因組工程技術(shù)或材料集成計(jì)算工程技術(shù)，來(lái)研究鈦合金全流程制備加工過(guò)程中成分-組織-性能-服役性能之間關(guān)系，在這一前沿方向我們已經(jīng)落后了。另外，就是鈦合金的應(yīng)用技術(shù)研究比較落后，對(duì)鈦合金的應(yīng)用造成影響。

研究和提出鈦合金的低成本化途徑和方法，是擴(kuò)大鈦合金用途和用量的根本途徑，也是目前我國(guó)鈦工業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在的一個(gè)比較突出的問(wèn)題。發(fā)展鈦合金低成本制備加工技術(shù)對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)鈦合金產(chǎn)業(yè)向更高水平發(fā)展、鈦合金制備加工技術(shù)的升級(jí)和換代以及大幅提高我國(guó)鈦合金的應(yīng)用范圍和用量等將起到非常重要的作用，也是我國(guó)從鈦合金大國(guó)向鈦合金強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的必經(jīng)之路。

編輯：鈦合金低成本制備加工技術(shù)目前有哪些途徑和方法呢？

常輝教授：鈦合金低成本制備加工技術(shù)發(fā)展主要有3條技術(shù)途徑：一是解決鈦金屬提取冶金的低成本化問(wèn)題，發(fā)展連續(xù)高效的提取冶金新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鈦金屬成本的顯著降低；二是發(fā)展鈦合金的短流程高效制備新技術(shù)，大幅降低鈦合金制備加工成本；三是采用高效低成本的近凈成形新技術(shù)，大幅提高鈦合金材料的利用率，進(jìn)而大幅降低鈦合金的使用成本。

編輯：我國(guó)鈦合金低成本制備加工技術(shù)研究，取得了哪些重要進(jìn)展呢？

常輝教授：我國(guó)鈦合金低成本制備加工技術(shù)研究得到了廣大科技工作者的高度關(guān)注，目前在鈦金屬提取冶金新技術(shù)、鈦合金短流程制備加工新技術(shù)以及高效低成本近凈成形新技術(shù)等幾個(gè)方面均取得了一定的進(jìn)展，比如北京科技大學(xué)的可溶陽(yáng)極電解鈦(USTB)新技術(shù)、南京工業(yè)大學(xué)的鈦合金連鑄連軋(CC-HR)短流程新技術(shù)以及中國(guó)航天科技集團(tuán)航天材料及工藝研究所的鈦粉末冶金大型構(gòu)件制備新技術(shù)等。

編輯：您認(rèn)為，鈦合金應(yīng)用量，未來(lái)將在哪些領(lǐng)域取得爆發(fā)式發(fā)展呢？

常輝教授：如果鈦合金成本能夠降低50%左右，鈦合金用量將取得非常大的提升，特別是在海洋工程領(lǐng)域和兵器裝備領(lǐng)域，當(dāng)然民用領(lǐng)域的用量也將會(huì)得到大幅提升。估計(jì)用量將會(huì)達(dá)到30～60萬(wàn)噸/年的規(guī)模，與現(xiàn)在6萬(wàn)噸左右/年用量相比，用量將會(huì)提高5～10倍。到時(shí)，我國(guó)鈦工業(yè)水平也將會(huì)達(dá)到新的高度。

常 輝，南京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院教授/副院長(zhǎng)，新材料研究院副院長(zhǎng)。多年從事鈦合金相變與組織控制及低成本制備加工技術(shù)方面研究。先后承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)工程計(jì)劃項(xiàng)目、“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃等各類(lèi)科研項(xiàng)目50余項(xiàng)，已發(fā)表論文150余篇，授權(quán)專(zhuān)利20余項(xiàng)?，F(xiàn)任世界鈦會(huì)國(guó)際組委會(huì)委員、中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)常務(wù)理事，國(guó)家及江蘇省相關(guān)科技計(jì)劃項(xiàng)目評(píng)審專(zhuān)家。

感謝5位專(zhuān)家接受采訪或供稿。針對(duì)鈦及鈦合金領(lǐng)域近年重要進(jìn)展的具體內(nèi)容和專(zhuān)家的更多指導(dǎo)，《中國(guó)材料進(jìn)展》編輯部近期將邀約前沿、高水平綜述或組織專(zhuān)欄，敬請(qǐng)跟蹤、關(guān)注。