朱知壽：TC21鈦合金已大量應用於中國新一代飛機

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中航工業北京航空材料研究院研究員朱知壽自1991年從事航空用鈦合金基礎研究與應用研究工作以來，以其不竭的創新能力至今已主持完成了國家重點科技項目10項、型號技術攻關項目3項。目前，他正在主持的國家技術攻關項目6項，獲國家發明授權專利2項、國防授權專利1項，聯合申報國家發明專利6項，其中“高性能TC21鈦合金材料研制及應用研究”獲2010年度國防科技進步獎一等獎。

作為中航工業鈦合金材料技術首席技術專家，航材院科研一崗專家，他先後創建了我國中等強度（TC4-DT）和高強度（TC21）航空結構用高性能損傷容限型鈦合金材料及應用技術，形成了我國飛機用高性能鈦合金主幹材料，建立了損傷容限型鈦合金系列應用技術。其中，他創建的我國第一個高強韌損傷容限型鈦合金（TC21）實現了在5個機種上的裝機領先應用，提升了我國飛機鈦合金用量及應用水平。他正在主持的中等強度（TC4-DT）高損傷容限型鈦合金已經開始大量應用於我國新一代飛機，滿足了飛機大減重、長壽命和安全可靠性設計與使用要求，並在使我國關鍵結構材料立足國內、實現自主保障等方面作出了貢獻，取得了顯著的社會和經濟效益。

朱知壽通過材料創新，在“十五”期間研制成功我國第一個高起點的、具有自主知識產權的飛機結構用鈦合金—高性能TC21鈦合金，並創立了我國新一代飛機急需的高強韌損傷容限型TC21鈦合金和中強高損傷容限型TC4-DT鈦合金材料及其應用技術，實現了我國關鍵鈦合金主幹材料立足國內和自主保障，第一次擺脫了飛機鈦合金材料依靠仿制俄系和美系鈦合金的長期依賴，形成了我國飛機鈦合金主幹材料“高、低”搭配結構，對我國鈦合金材料按中國特色和按體系發展作出了重要的貢獻。

技術攻關是一回事，應用則是另外一回事。創新成果如果被束之高閣就失去了創新的價值，而朱知壽的創新能力不光體現在科研攻關上，對於應用，他也是行家裏手。他提出了“新型鈦合金準b鍛造工藝”和“鈦合金準b熱處理工藝”兩項專利技術，以及綜合高性能鈦合金材料加工、焊接和成形系列應用技術，形成了我國新一代飛機用高性能損傷容限型鈦合金系列應用技術體系。

他通過工藝創新，使TC21鈦合金集高強、高韌、高模、優良焊接性能、損傷容限五大特點於一體，使TC4-DT鈦合金具有中強、高韌、優良焊接性能、損傷容限等特點，相比國外同類材料具有更加綜合的優異性能，不但解決了新一代飛機研制的急需，而且還在其他飛機上得到推廣應用，實現了我國飛機鈦合金從仿制的三代到創新的四代、從靜強度到損傷容限、從單一高性能到綜合高性能的重大跨越。

TC4-DT和TC21損傷容限型鈦合金是飛機的關鍵主幹材料，具有內部質量要求嚴、工藝控制精度高、綜合性能匹配難度大、零件結構復雜以及應用部位關鍵等特點。朱知壽在解決大型鍛坯組織細化、制坯成形、準b加工、以及網籃組織與雜波控制等關鍵技術的基礎上，進一步在構件殘余應力控制、表面結構完整性加工、加工缺陷控制和燒傷修補等實際使用過程的關鍵技術問題開展了深入研究，為設計和安全可靠使用提供了重要的參考依據，避免或挽救了鈦合金整體框構件的報廢，確保了研制進度。

通過主持“十一五”材料專項，朱知壽依據總裝機關決策和航空工業發展要求，選擇長期制約我國裝備發展的材料技術為突破點，通過研制模式創新，在關鍵技術突破後及時轉型，組織工程化研制，創立了一種投入少、周期短、效果好、符合國情和材料發展規律的研制與工程應用模式，遵循材料研制和應用研究的全過程原則，解決從技術攻關到工程應用的斷層，迅速提升主幹材料的技術成熟度，為工程化應用提供保障。（郎小兵）

http://military.china.com/important/11052771/20110708/16638702.html

來自一篇論文的TC21數據

通過對TC21合金進行近β鍛，獲得典型的雙態組織。通過X射線衍射(XRD)、光學顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)分析了固溶處理對雙態TC21合金組織的影響。XRD分析表明：隨著固溶溫度的降低，TC21合金固溶水冷處理後的亞穩定相組成依次為α″(≥Tβ)、α+α″(Tβ≈935 ℃)、α+α″+β(915、855 ℃)、α+β(≤835 ℃)。分別對TC21合金進行895 ℃, 2 h，AC、QFC(慢爐冷)、FC+(610 ℃, 4 h，AC)熱處理，研究固溶冷卻速率對合金組織性能的影響。結果表明：隨著冷卻速率的增加，等軸α相基本保持不變，次生α相含量減少，合金強度增加，塑性減小。此外，分別對TC21合金在915、905、895、870和835 ℃進行2 h, AC固溶處理，金相分析表明：隨著固溶溫度的降低，等軸α相相含量及尺寸基本保持不變，次生α條所占比例增加，α條變寬。