特种合金及其锻件的重要性

铝合金、镁合金、铜合金和钛合金以及不锈钢和高温合金等特种合金及其锻件主要用于制造现代武器装备的关键和重要零件。特种合金及其锻件除广泛应用于航空和航天工业以及其他国防工业以外，随着科学技术的进步和特种合金及其功能的开发，特种合金及其锻件在化学工业、动力工业、机械制造工业和生物工程中的应用越来越多、作用也越来越大。

 

各种武器装备（尤其是航空、航天）的发动机涡轮盘、压气机盘和叶片等转动件及飞机大梁、隔框、接头和起落架等主承力件以及化学工业和动力设备的耐高温及抗腐蚀零件都由特种合金锻件制造。这些零件或锻件的性能水平和质量在相当程度上决定了新研制武器装备及其动力设备所能够达到的最高性能水平和现役武器装备的性能水平、出勤率和寿命。例如，新型航空发动机性能水平和研制周期在很大程度上取决于高合金化难变形高温合金涡轮盘锻件所能达到的性能水平和研制周期；再如，现代电力设备的功率和效率在相当大的程度上取决于钛合金末级叶片锻件所能达到的性能水平、出勤率和寿命。

 

随着工业的现代化，特种合金及其锻件的应用范围越来越广，其材料和锻件的产量都随之与日俱增。现在，特种合金锻造技术及其发展已逐步成为锻造工业的支柱和主要发展方向之一。为促进国民经济和国防工业发展，提高和推广特种合金锻件生产技术已成为塑性加工工作者关注的重点之一。

         国防工业中的应用

飞机等各种飞行器的主要零部件多由特种合金制成，其他武器装备的关键和重要零部件也有许多由特种合金制成，其中绝大部分都是锻件。

 

铝合金在第二代和第三代战斗机中的用量分别为80%和60%～65%，民航客机和运输机结构质量的80%为铝合金，即使最先进的B-777飞机，铝合金仍然占结构重量的70%。其中变形铝合金及其锻件主要用于制造飞机蒙皮、桁条、隔框、壁板、翼肋、翼梁、尾翼、支臂、起落架支撑零件以及发动机风扇叶片、叶轮和铆钉等零部件。

 

美国第四代战斗机F22的钛合金及其锻件的用量已高达41%，主要应用于隔框、主翼梁、后梁、水平尾翼转轴等部位，其中机身上用量最多，占后机身结构质量的55%；该机机身隔框Ti-6Al-4V钛合金模锻件的投影面积达到5.53m2，后机身发动机机舱框架Ti-6Al-4V钛合金模锻件的投影面积达到5.16m2，是迄今为止世界上最大的两个模锻件。

 

高温合金和钛合金分别占先进航空发动机总质量的55%～65%和25%～40%，其中主要的、也是最重要的是锻件。高温合金主要用于航空和航天发动机的涡轮盘、压气机盘、叶片和机匣以及涡轮、燃烧室和加力燃烧室的火焰筒、机匣、轴、喷嘴、隔热板、承力环及紧固件等热端部件；现代航空发动机涡轮盘和压气机盘全部由高温合金和钛合金锻件制成；每台现代航空发动机大约有3000件叶片，其中大约90%由钛合金和高温合金精锻件制成。