近日，由北京科技大學(xué)林均品教授領(lǐng)銜，國內(nèi)外TiAl（鈦鋁）金屬間化合物權(quán)威人士共同組織舉辦的“2015年國際TiAl合金研討會(huì)（Gamma Alloy Technology 2015）”在南京成功舉行。來自美、德、英、法、俄羅斯等9個(gè)國家TiAl合金方向的同行專家共120余人參加了這次會(huì)議。
　　會(huì)議開幕式由中國TiAl合金方向的“973”計(jì)劃首席科學(xué)家、北京科技大學(xué)大學(xué)新金屬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任林均品教授主持，南京理工大學(xué)副校長王連軍作開幕致辭。
　　隨后，林均品、德國GKSS研究所的資深研究員Fritz Appel博士、著名TiAl合金學(xué)者Young-Won Kim博士等人分別進(jìn)行了特邀報(bào)告。林均品詳細(xì)介紹了我國TiAl合金方向的“973”計(jì)劃所取得的豐碩成果，并就TiAl合金的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
　　會(huì)議主要由共16個(gè)特邀報(bào)告，33個(gè)專題報(bào)告，2場大會(huì)討論以及18幅海報(bào)展示等組成，主要就TiAl合金的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的主要科學(xué)問題和將來的發(fā)展及應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行了深入細(xì)致的交流。重點(diǎn)討論了TiAl合金的成分設(shè)計(jì)、組織調(diào)控、性能表征以及應(yīng)用等一系列該領(lǐng)域最近的重大進(jìn)展、面臨的問題和障礙以及可能的解決方案，會(huì)議現(xiàn)場氣氛熱烈。
　　據(jù)了解，首屆國際TiAl合金研討會(huì)（Gamma Alloy Technology 2012）于2012年6月在中國北京舉辦，由Young-Won Kim和林均品擔(dān)任大會(huì)主席，來自14個(gè)國家、74個(gè)單位的100多位知名專家、教授及企業(yè)研發(fā)人員參加此次會(huì)議。之后GAT 2013、GAT 2014分別在法國圖盧茲和美國圣地亞哥舉行。
　　目前，GAT系列會(huì)議已經(jīng)形成分別在亞洲、歐洲和美國舉行、每年定期召開的系列學(xué)術(shù)會(huì)議，是TiAl領(lǐng)域最高水平的學(xué)術(shù)會(huì)議。
　　此次會(huì)議是近四年來中國第二次舉辦國際TiAl大會(huì)。以林均品為首席科學(xué)家的TiAl合金“973”團(tuán)隊(duì)成員，在北京、南京召開的國際會(huì)議中紛紛亮相，與世界同行一起交流科研進(jìn)展，探討發(fā)展方向。
　　在會(huì)上，德國MTU航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司首席研究員Wilfried Smarsly博士宣布，法國空客公司已在A320飛機(jī)的PW1100G引擎上裝配了TiAl合金，作為低壓渦輪片，并進(jìn)行了為時(shí)2.5小時(shí)的試飛且試飛成功。這對(duì)TiAl合金學(xué)界影響較大，自從2006年美國波音公司在其GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)上采用TiAl合金作為低壓渦輪葉片后，這是又一家重量級(jí)航空公司在其飛機(jī)上對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用。
　　TiAl合金973立項(xiàng)
　　TiAl是目前最有應(yīng)用前景的一類金屬間化合物。金屬間化合物一般具有比重輕、熔點(diǎn)高、高溫性能優(yōu)越、耐燒蝕、耐腐蝕等特點(diǎn)，并基本可采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行制備和加工，被材料界認(rèn)為是一類介于鎳、鈷基高溫合金和先進(jìn)陶瓷材料之間較理想的新型高溫結(jié)構(gòu)材料。
　　TiAl合金具有金屬間化合物的一般特性外，同時(shí)低比重和高彈性模量的特點(diǎn)，使TiAl金屬間化合物葉片的自振頻率高于高溫合金，有利于避免葉片因共振失效。該類合金的成形可采取類似于鈦合金的精密鑄造和接近于鎳基高溫合金的熱機(jī)械加工。成為高溫鈦合金使用溫度上限和高溫合金下限區(qū)間減重的唯一候選材料。
　　追求輕質(zhì)高強(qiáng)，一直也是航空、航天材料研究的主導(dǎo)方向。提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)志性指標(biāo)-推重比的技術(shù)途徑是提高渦輪前溫度和減少結(jié)構(gòu)的重量，則必然需求更高使用溫度、更低比重的新材料。以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的航天高馬赫數(shù)飛行器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及蒙皮材料提出了更輕、更耐溫的迫切要求。中國大飛機(jī)項(xiàng)目已經(jīng)列入國家重大計(jì)劃，下一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比將達(dá)到更高，正在發(fā)展新型高速飛行器等。因此發(fā)展輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料成為航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的迫切需求。
　　北京科技大學(xué)以陳國良院士為首的研究組提出的高Nb合金化成為提高TiAl金屬間化合物使用溫度的最佳途徑。在此基礎(chǔ)上發(fā)展的有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫高Nb-TiAl合金，比普通TiAl合金使用溫度高60-100℃、強(qiáng)度高300~500 MPa。高溫抗氧化性能已達(dá)到渦輪盤用鎳基高溫合金水平。高Nb合金化代表了國內(nèi)外TiAl合金的發(fā)展方向，引領(lǐng)了國際TiAl合金的發(fā)展。被TiAl 合金研究領(lǐng)域國際權(quán)威Y-W Kim教授肯定為發(fā)展高溫高性能TiAl 合金的“首例”；在Nb提高抗氧化性和合金相關(guān)系兩方面做出原始性貢獻(xiàn)，高Nb-TiAl 合金具有“里程碑”發(fā)展意義。因此，在探索提高TiAl合金使用溫度和高溫TiAl合金基礎(chǔ)成分-組織-性能關(guān)系上取得了重要進(jìn)展。
　　2006年美國采用鑄造TiAl合金應(yīng)用于最新的波音787民用飛機(jī)的GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)，作低壓渦輪后兩級(jí)葉片，單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)減輕重量約200磅。這說明美國等發(fā)達(dá)國家在TiAl合金的工程化和應(yīng)用基礎(chǔ)研究中取得重大突破。這是TiAl合金最重要的應(yīng)用，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的減重意義重大，推動(dòng)了全球新一輪的TiAl合金的研究和應(yīng)用熱潮。雖然國內(nèi)在TiAl合金的研制方面與國際先進(jìn)水平基本同步，在有些方向，如高Nb-TiAl合金，屬于國際領(lǐng)先水平。但我國在TiAl合金產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國和等發(fā)達(dá)國家。國內(nèi)還沒有形成真正工程化意義上的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用，缺乏TiAl合金應(yīng)用基礎(chǔ)研究，沒有形成TiAl合金完整的材料設(shè)計(jì)和制備加工技術(shù)支撐。
　　2010年，林均品作為首席科學(xué)家負(fù)責(zé)的973項(xiàng)目“輕質(zhì)高溫TiAl金屬間化合物合金及其制備加工的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)”獲得國家科技部正式立項(xiàng)。該項(xiàng)目以發(fā)展高推重比新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)和航天發(fā)動(dòng)機(jī)急需的輕質(zhì)高溫部件為應(yīng)用背景，借鑒美國最近已經(jīng)在先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)成功使用的輕質(zhì)TiAl金屬間化合物新合金的經(jīng)驗(yàn)，選取有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高Nb-TiAl合金為研究對(duì)象。目前國內(nèi)外研究都已承認(rèn)中國的高Nb-TiAl是目前性能最好的TiAl合金，該973項(xiàng)目聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)秀的TiAl合金基礎(chǔ)研究隊(duì)伍（主要是大學(xué)）、研發(fā)和中試單位（主要是專業(yè)研究院）、生產(chǎn)企業(yè)組成緊密的聯(lián)合體，發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工程合金及制備與成形加工技術(shù)，通過專利技術(shù)及各類材料產(chǎn)品的樣件制備，推動(dòng)其在我國航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
　　德國MTU航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司首席研究員Wilfried Smarsly博士在2015年GAT國際會(huì)議會(huì)后表示，“中國的TiAl合金973研究團(tuán)隊(duì)，為我們展示了其在基礎(chǔ)理論方面的重要進(jìn)展，以及在制造技術(shù)方面的領(lǐng)先成果……”同時(shí)，Smarsly博士也表示，“接下來，全球TiAl合金的發(fā)展任務(wù)也很艱巨，主要是如何建立全球化的供給鏈條，從而降低TiAl合金部件的成本。”
　　隨著TiAl合金在波音飛機(jī)和空客飛機(jī)上的應(yīng)用，全球又將掀起新一輪的研究熱潮和使用熱潮。中國已經(jīng)在TiAl合金的科研方面處于世界先進(jìn)水平，所研制的高Nb-TiAl合金引領(lǐng)了世界TiAl合金研發(fā)的研發(fā)方向。但在TiAl合金部件的研制，以及建立全國化的乃至全球化的產(chǎn)業(yè)鏈條方面，還有待繼續(xù)努力。未來TiAl合金在中國航空航天技術(shù)領(lǐng)域的早日應(yīng)用，也將提高我國的發(fā)動(dòng)機(jī)水平。