朱知寿：中国朝阳钛空追梦者

材料，更是理想的航空航天材料。

钛在1791年就已经被发现，但由于钛在高温下具有很高的化学活性导致提炼工艺要求十分苛刻，直到1910年才首次获得成功提炼。纯钛的强度很低（抗拉强度只有250MPa～300MPa），一般不宜做成工业实用价值的结构材料，只有通过在纯钛中加入一种或几种合金元素、经真空熔炼，并再经热机械处理、粉末冶金、焊接和铸造等工艺方法制造成各种合金，才能真正可以用于工业领域。获得这一突破的成功标志就是在20世纪50年代发明了Ti6Al4V等钛合金开始的。相比铜诞生6000年、铁诞生4000年、铝诞生100年来说，钛还是一种非常“年轻的”金属，钛产业也被誉为很有应用前景的“朝阳产业”，目前世界上也仅有美国、俄罗斯、日本和中国等几个国家掌握了完整的钛工业生产与应用技术。

先进钛合金材料的大量采用是新一代飞机和航空发动机先进性的显著标志之一，可大幅度提高结构减重效果和安全可靠性。美国等世界发达国家的航空用钛量占钛产量的50%以上，独联体和欧洲等国家的钛产品也主要用于飞机和航空发动机，这充分说明钛合金在飞机结构中的重要战略地位与作用。

中国钛材产业在最近的10年来得到了快速发展，我国海绵钛年产量已突破5万吨、钛加工材已达到4万吨的规模，产量分别列世界第一位和第二位。但相比世界发达国家，我国钛加工材在航空航天的高端用量偏低，只占产量的不到10%，非航空用量却占50%以上，产品结构比例严重失调，难以发挥出钛合金作为宝贵资源和高综合性能的应有作用。所以，如何进一步提升我国钛合金在航空工业领域的用量和应用水平、赶超世界发达国家技术水平，是钛合金研发和应用工作者面临的当务之急。

中航工业北京航空材料研究院研究员、中航工业钛合金材料技术首席专家朱知寿便是这一研究领域的实践者。朱知寿介绍说，我国自“九五”以来，加强了新型高性能钛合金材料研制和应用研究的力度，强调自足国内、按系列化发展的研发思路，通过科技创新，缩短了钛合金应用水平与世界先进水平的差距，在此基础上，既提高了我国钛合金在航空工业领域的用量，又促进了我国民用钛材深加工能力的发展，从而调整了钛产业结构的良性发展方向，逐渐摆脱了“杂”、“乱”、“散”的被动局面。朱知寿同时指出，在我国传统加工方式为主导的背景下，我国钛合金在航空工业领域的材料利用率一直偏低，一般只有10%左右，而复杂钛结构件的材料利用率就更低了，所以如何通过技术创新，发展并采用诸如粉末冶金、精密铸造、超塑成形、先进连接、激光快速成形等先进加工技术，提高钛合金构件的材料利用率，进一步降低成本，是提高钛合金在航空工业用量的另一个技术关键。

朱知寿自从1991年投身航空用钛合金基础研究与应用研究工作以来，已经主持完成多项国家重点科技项目和型号技术攻关项目，目前所带领的“新型高性能损伤容限钛合金创新团队”涉及了十几个项目，旨在推进我国航空用钛合金材料系列化研究，提升航空钛合金的应用水平和技术成熟度，发展新型高性能钛合金材料系列技术，并已取得了初步的成效。

研究团队针对飞机用量最大的中强高韧和高强高韧损伤容限型钛合金为主要研究对象，通过工艺创新和材料创新，实现了中强高韧TC4-DT和高强高韧TC-21损伤容限型钛合金在我国飞机关键承力部件上的装机应用，这也标志着我国损伤容限型钛合金在飞机关键承力部件上得到批量应用“零”的突破，从而也奠定了我国飞机结构钛合金材料形成了“强度高低搭配、综合性能优势互补”的基本格局，满足了飞机高可靠性和高减重的设计与应用目标，从而提升了我国飞机钛合金用量及应用水平，并实现了从科技成果到产业化的转化，产生了显著的技术与经济效益。

在此基础上，研究团队进一步开拓低强度高塑性钛合金（Ti45Nb丝材）和超高强度抗氧化钛合金（TB8板材、锻件、丝材）的材料系列化研究领域，并已经在重点型号的铆钉标准件国产化、钣金零件和焊接构件中得到了大量应用。目前，研究团队没有停止创新的步伐，继续拓展航空钛合金系列化研究领域，坚持源头科技创新，开展超高强韧和极限环境下新型高性能钛合金的研究，绘制了一幅航空钛合金从“低强、中强、高强、超高强和极限强度”系列化技术发展蓝图，为建立和完善具有中国特色的航空钛合金材料体系、摆脱国外长期依赖，作出了积极的贡献。

朱知寿带领的高性能损伤容限型钛合金研究团队，一步一个脚印，一步一个台阶，用自己聪明的智慧、赤诚的爱国心，在钛合金材料这一“朝阳产业”中，不断挑战新的创新目标和材料极限，不断向更高强度、更高韧性、更高使用环境极限和更高综合性能挑战，满足未来航空飞行器对高性能材料和极端材料的需求。