殲-10戰(zhàn)斗機(jī)

1950年，美國(guó)率先在殲擊機(jī)上使用鈦及鈦合金——用工業(yè)純鈦制造F84戰(zhàn)斗機(jī)的后機(jī)身隔熱板、導(dǎo)風(fēng)罩和機(jī)尾罩等非承力件。1954年，美國(guó)普拉特-惠特尼（Pratt&Whitney）與英國(guó)羅爾斯-羅伊斯公司（Rolls-Royee）用Ti6AI4V合金制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。上世紀(jì)60年代中期，美國(guó)制成全鈦飛機(jī)YF-12A/SR-71，用鈦量達(dá)飛機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的95%，由于用鈦過(guò)多，經(jīng)濟(jì)上不合算，競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)鋁，沒(méi)有發(fā)展；60年代以后，鈦合金在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的用量逐年上升，主要用于風(fēng)扇葉片、壓氣機(jī)葉片、盤(pán)、軸、機(jī)匣等，在結(jié)構(gòu)中用以制造骨架、蒙皮、機(jī)身隔框和起落架鍛件等。

表1示出了鈦合金在美國(guó)軍機(jī)中的應(yīng)用情況：F-14占24%、F-15占27%、F-18占13%、F-117占25%，B-2占26%，第四代戰(zhàn)機(jī)F-22用鈦量占41%，結(jié)構(gòu)用鈦合金36噸，使用的主要是Ti-6AI-4V、Ti-6AI-4VELI及Ti-62222合金。法國(guó)幻影2000飛機(jī)用鈦量占23%，蘇聯(lián)Cy-27CK戰(zhàn)機(jī)的用鈦量占18%。

上世紀(jì)60年代初期，中國(guó)初次在殲擊機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)上采用鈦合金，首先用于殲7飛機(jī)，那時(shí)，單機(jī)總用量還不到10千克，1983年才將TC4鈦合金模鍛件用于飛機(jī)的重要承力構(gòu)件。中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所、成都飛機(jī)公司等五個(gè)單位歷時(shí)20年研發(fā)的“殲-10飛機(jī)工程”獲得2006年度國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，成為中國(guó)載人航天工程后第二個(gè)獲得國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)特等獎(jiǎng)的重大科研項(xiàng)目。殲-10是具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代殲擊機(jī)，大量采用了新材料、新技術(shù)、新工藝，性能先進(jìn)，用途廣泛。首批裝備部隊(duì)，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)軍機(jī)在設(shè)計(jì)定型前進(jìn)行了小批量生產(chǎn)并列裝部隊(duì)的先河，是中國(guó)在攀登科技高峰征程中跨越的重大一步。

殲-10戰(zhàn)機(jī)的用鈦情況在相當(dāng)大程度上代表了上世紀(jì)80年代及以前中國(guó)殲擊機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)用鈦的實(shí)際水平，如機(jī)身58框垂尾接頭和機(jī)身351大梁等部件。該機(jī)雖用了一些鈦合金，將中國(guó)殲擊機(jī)結(jié)構(gòu)用鈦合金的水平提高了一大步，但是用量仍然較少，還不到全機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的2%。其主要原因是：當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)鈦合金材料性能不穩(wěn)定，組織不均勻，時(shí)不時(shí)出現(xiàn)粗晶、夾雜和偏析等缺陷，由于檢驗(yàn)手段落后，在材料制造廠未能發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)件加工廠加工時(shí)才顯露出來(lái)，給生產(chǎn)造成困難；飛機(jī)工廠制造技術(shù)落后，加工困難，加工時(shí)間長(zhǎng)，材料利用率低（鍛件約10%、鈑金件約30%），生產(chǎn)費(fèi)用大，成本高；材料價(jià)格昂貴，特別是薄板?？上驳氖牵@些缺點(diǎn)都得到了克服，2010年以來(lái)，中國(guó)生產(chǎn)的鈦合金各項(xiàng)性能可完全與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的媲美。

飛機(jī)制造廠對(duì)零部件的生產(chǎn)工藝也作了很大改進(jìn)，如用超塑成形/擴(kuò)散連接（SPF/DB）工藝加工TC4合金64框和風(fēng)動(dòng)泵艙門(mén)均取得了非常好的效果，過(guò)去這種門(mén)是用2024鋁合金鉚接的，兩種工藝艙門(mén)的特性比較見(jiàn)表2。