6月14日，美国联邦航空管理局（FAA）对波音和空客部分飞机所使用的钛合金材料的真实性展开了调查，怀疑这些材料可能伴随着虚假或不正确的验证文件。

此前，势必锐航空系统公司（Spirit AeroSystems）提出指控称，波音和空客飞机上的钛部件是由伪造的证明材料进行出售的，公司已将所有可疑钛从该公司供应链中移除。

钛是航空供应链中的一个重要组成部分，因其轻质、耐高温、耐腐蚀和高强度的特性，在航空航天领域中被广泛使用，经常被用来制造飞机的起落架、叶片和涡轮盘，其质量问题关系着飞机的飞行安全。

钛及钛合金的材料特性

钛是银白色金属，熔点为1668℃，具有熔点高、密度小、强度大、耐腐蚀、生物相容性好等优良性能，被称之为“未来的金属”，整体具有优异的材料特性，是一种重要的工业材料。

1.耐腐蚀性

钛的表面暴露在大气或者水溶液中,立即会生成新的氧化膜,在氧化性介质，或者中性、弱还原性的介质中,较耐腐蚀。

2.优异的强度重量比

钛金属是一种轻量级的材料，密度为4.5/cm³，重量约为钢或镍基超级合金的一半。

3.高耐热性

钛合金在500~600℃左右仍保持良好的力学性能，适合用于在较高温度下长期工作。

4.低弹性模量

钛的弹性模量在室温下为106.4GPa，是钢的57％。

5.热膨胀系数低

钛的热膨胀系数在常温下为 8.6×10-6/K，与其他常用金属材料相比较小，这使得钛在高温环境下的应用具有优势。

钛合金的分类

根据其微观结构和成分，钛合金可分为四种主要类型，分别是 α、β、α+β、近β型钛合金亚和高温钛合金。

α型钛合金：α型钛合金是钛合金中最简单的一类，其主要成分是α相钛。α相钛具有良好的塑性和加工性能，在常温下具有稳定的结构，此类钛合金通常用于高塑性要求的应用领域，如航空航天、医疗器械等。

β型钛合金：β型钛合金的主要成分是β相钛。β相钛具有良好的弹性模量和强度，同时具有良好的耐热性和耐腐蚀性，β型钛合金通常用于高温和高温腐蚀环境下的应用，如航空发动机零部件、化工设备等。

α+β型钛合金：α+β型钛合金同时包含α相和β相钛。这类钛合金综合了α相和β相钛的优点，具有良好的综合性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。

亚稳态β合金：由β相组成，通过热处理或变形，β相可以转变为其他相，例如α或Ω，从而提高合金的强度和韧性。

高温钛合金：高温钛合金是一类专用的钛合金，其含量在β相钛中相对较高，具有极高的高温强度和耐热性，此类钛合金通常用于航空发动机发动机零部件、高温气体涡轮机件等高温应用领域。

——α合金用于耐腐蚀性的零件，例如喷气发动机中的压缩机叶片、涡轮盘和紧固件。

——β合金用于需要高硬度的零件，例如喷气发动机中的风扇叶片、管道和外壳。

——α+β合金适用于需要平衡强度、延展性和耐腐蚀性的部件，例如起落架、翼梁和机身框架。

——亚稳态β合金用于需要增强强度和韧性的零件，例如转子叶片、尾部和机翼蒙皮。

钛合金在航空航天的应用

钛于1791年被发现，20世纪50年代开始商业化并开始用于航空航天领域。钛合金材料的使用大大提高了飞机、卫星和火箭等航空航天器的性能，钛在航空航天工业中的应用达到了减轻发射重量、增加航程、节省成本的目的，是航空航天工业的热门材料。第一架使用钛合金的飞机是洛克希德 A-12，是 SR-71 黑鸟的前身，它需要一种能够承受超音速飞行产生的极端热量和压力的材料，而钛合金材料可以满足其使用要求，此后，钛合金被用于各种飞机部件，如发动机、起落架、机身、机翼和尾部等。

1.商用飞机

波音777的锻造起落架部件由Ti-10V-2Fe-3Al (Ti-10-2-3)材料制成，而后787飞机采用最初在俄罗斯开发的合金Ti-5Al-5Mo -5V-3Cr (Ti-5553)材料制造。

2.载人飞船制造

对于钛合金材料的使用，可以控制飞船的重量和减小燃料消耗，同时保证载人飞船的安全和舒适。20世纪60年代，美国阿波罗计划中的宇宙飞船双人舱及密闭舱翼梁都由Ti-5Al-2.5Sn制造，衬里由纯钛打造。钛合金材料可制造船体结构、座椅、储物柜、仪表板等部分。

3.空间站制造

在空间站建设中，钛合金材料可以制造隔板、固定设备等部件，由于钛合金材料在空间环境下具有优越的防腐和耐久性，可以保障宇航员在太空中进行长期的生活与研究。

4.航空航天设备

钛合金具有良好的导电性和磁透性，可以用于制造航空航天器上的各种设备，如航空仪表、传感器和通信设备等。

5.航空航天器外壳

钛合金具有良好的抗腐蚀性能和高耐久性，被广泛应用于航空航天器的外壳制造。

6.火箭部件制造

由于Ti-6Al-4VELI和Ti-5Al-2.5SnELI合金具有更低的间隙元素，特别是氧含量低，可以在超低温下使用，因此这些合金被用作火箭和导弹的液氢容器， “水星”号飞船和“双子座”号飞船、火箭和导弹的液氢容器、水星号和双子座号飞船的密封舱以及成功登陆月球的阿波罗飞船的主要结构部件均采用这些合金。钛合金在低温和超低温条件下，高强度、耐腐蚀、无磁性、耐疲劳等优异性能都非常稳定，甚至韧性和延展性在低温下表现更好，对超低温外太空作业的飞船来讲，是很好的可选择材料，所以，液体火箭发动机的液氢贮存箱、液氢液氧管路系统、燃料喷嘴导管等核心部件，都是使用的钛合金制造。

7.航天发动机

Ti-6-2-4-6 和 Ti-17 主要在一些较新、较大的飞机发动机中用作强度较高的风扇盘，屈服强度为 1000–1200 MPa。普惠公司将Ti-35V-15 Cr用作军用发动机排气系统的一部分，因为其他钛合金会在高质量流量条件下燃烧，因此被认为是很好的防燃材料。

8.TiAl是一种高熔点且坚固的合金材料，GE航空公司发现增材制造的 TiAl 刀片比传统镍基合金刀片的重量减轻了50%，使用Ti48Al2Cr2Nb制造的发动机叶片成功实现为发动机减重，这种重量减轻预计可减少10%的油耗和排放。

航空航天工业用钛及钛合金除了工业纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-6Al-4V ELI和Ti-5Al-2.5Sn ELI以外，还有Ti-7Al-4Mo、Ti-3Al-2.5V、Ti-13V-1Cr-Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al、Ti48Al2Cr2Nb、Ti2AlNb和 Ti/B-Al复合材料等。钛合金在航空航天领域的应用已经取得了显着的成就，其轻量化、高强度和耐高温性能为航空航天器的设计和制造提供了重要支撑。然而，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，我们可以期待钛合金在未来航空航天领域发挥更重要的作用，为科学探索贡献更大的力量。