近日,人們廣為關(guān)注的C919大飛機首架機正式下線,然而令鋁業(yè)界更為關(guān)注的是, C919大型客機所應用的材料情況,尤其是第三代鋁鋰合金材料的發(fā)展現(xiàn)狀,為此本報記者采訪了專門從事鋁材深加工市場研究專家、北京佰匯咨詢公司總經(jīng)理王登文先生.王登文向記者詳細介紹了航空材料發(fā)展現(xiàn)狀以及當前航空用鋁鋰合金材料發(fā)展情況.

    王登文說,在航空工業(yè),飛機的研發(fā)制造離不開材料的支撐.鋁鋰合金與碳纖維復合材料是新時代飛機的主要用材.近年來,航空用碳纖維復合材料的面市,對傳統(tǒng)鋁合金材料在航空工業(yè)的應用帶來一定的沖擊.面對航空碳纖維復合材料的崛起與競爭,以美國鋁業(yè)公司為代表的鋁企針對碳纖維復合材料的弱項,成功開發(fā)出了第一代2099鋁鋰合金.它與碳纖維復合材料相比,其氣動性更好、防腐能力更強、質(zhì)量更輕,在制造、運行、維修成本上更低.據(jù)了解,鋁鋰合金的生產(chǎn)成本僅為碳纖維復合材料的10%.在新型飛機設(shè)計制造中,采用鋁鋰合金可使飛機鋁合金零部件的質(zhì)量減輕14%-30%,鋁鋰合金已成為新一代航空飛機的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)材料.目前,各國先進的戰(zhàn)斗軍機和民用飛機越來越多地采用了鋁鋰合金.

    在國外,空客A350創(chuàng)新性的采用了鋁鋰合金制造機身蒙皮與地板結(jié)構(gòu),其用量為機身重量的22%;A380機身蒙皮、地板梁、機翼前后緣均使用了鋁鋰合金;在龐巴迪C系飛機中,先進鋁鋰合金材料部件已經(jīng)占到飛機材料總量的20%;波音787和EH101多用途直升飛機也大量采用了鋁鋰合金.

    在國內(nèi),中國商用飛機有限責任公司制造的C919大飛機主結(jié)構(gòu)材料中,鋁及鋁鋰合金占比65%(約14噸),鋁鋰合金在C919大飛機主結(jié)構(gòu)材料中首次應用且用量較大.由中航洪都飛機公司制造的C919機身前部等直段部和中航西安飛機公司制造的C919大型客機中機身和副翼大部件均大量采用了先進的第三代鋁鋰合金板.據(jù)了解,C919大飛機用第三代鋁鋰合金來自美國鋁業(yè)公司達文波特軋制廠.

    目前,全球航空鋁合金的焦點是先進鋁鋰合金的研發(fā)與應用.據(jù)北京佰匯調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,美國鋁鋰合金生產(chǎn)能力約10萬噸/年,其中美國鋁業(yè)公司生產(chǎn)能力達到約5.5萬噸/年,既是美國也是全球鋁鋰合金產(chǎn)能、產(chǎn)量最大的生產(chǎn)企業(yè).

    王登文介紹說,盡管美國鋁業(yè)公司鋁鋰合金產(chǎn)量居全球首位,但仍在對鋁鋰合金進行擴能.美國鋁業(yè)公司在拉斐特建立了世界產(chǎn)能最大的鋁鋰合金生產(chǎn)工廠,用來生產(chǎn)第三代鋁鋰合金部件.2013年中期,美國鋁業(yè)公司完成了位于英國基茨格林工廠鋁鋰合金產(chǎn)能的擴張;對達文波特軋制廠的鋁鋰合金板生產(chǎn)線進行了改擴建;對印度安納州拉斐特擠壓-鍛造廠的鋁鋰合金生產(chǎn)線進行了擴建.

    美國肯聯(lián)鋁業(yè)公司的法國沃雷普研發(fā)中心研發(fā)出一種名為"AIRWARE"新型鋁鋰合金,據(jù)介紹,AIRWARE是應用于航空航天領(lǐng)域一種具有革命性的鋁合金新材料.它是將鋁與鋰、銅、銀等其他金屬融合,從而獲得這種新合金.據(jù)北京佰匯了解,AIRWARE可為飛機制造帶來四大優(yōu)勢:一是比傳統(tǒng)鋁合金材質(zhì)輕25%,因此,能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計,并減少二氧化碳的排放;二是其卓越的抗腐蝕和抗金屬疲勞特性,可將較大的維護間隔時間延長至12年;三是可實現(xiàn)100%的循環(huán)再生利用;四是可用于制造航空器的所有全部零部件.目前,AIRWARE在新一代飛機制造中已得到應用,空中客車公司將其應用于其寬體客機A350-XWB;龐巴迪公司將其應用于窄體飛機C系列.為滿足航空市場對新型鋁鋰合金日益增長需求,肯聯(lián)鋁業(yè)公司正在法國伊蘇瓦爾軋制廠新建兩條鋁鋰合金熔煉鑄造生產(chǎn)線,專業(yè)生產(chǎn)AIRWARE 鋁鋰合金,預計在建的兩條鋁鋰合金生產(chǎn)線將于2016年前投產(chǎn).

    在中國,為滿足國產(chǎn)飛機對鋁鋰合金的需求,我國鋁加工業(yè)在上世紀60年代就開始對鋁鋰合金進行跟蹤性研究,成功仿制了8090和2091兩種鋁鋰合金.目前,我國已基本掌握了航空鋁鋰合金的熔煉技術(shù),如鋁鋰合金大扁錠與鋁鋰合金圓錠的鑄造技術(shù).但在鋁鋰合金基礎(chǔ)研究與合金生產(chǎn)實踐方面,與美、俄仍存在較大差距,表現(xiàn)在:一是創(chuàng)新能力與技術(shù)開發(fā)能力較為薄弱;二是生產(chǎn)能力小,當前僅有西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司能夠生產(chǎn)少量鋁鋰合金,遠遠不能滿足國產(chǎn)大飛機的需求.北京佰匯認為,國家需要投入專項資金,提升航空鋁鋰合金研發(fā)能力、增加航空鋁鋰合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量、擴建航空鋁鋰合金生產(chǎn)線.

    王登文認為,我國航空民機尤其是國產(chǎn)C919、ARJ21大飛機的快速發(fā)展已是不爭的事實,截至目前,C919和ARJ21-700大飛機訂單已分別達到517架、278架.面對航空工業(yè)需求旺盛的鋁鋰合金,我國要實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)鋰合金還有很多難題去攻克,還有很長的路徑去實踐.但是在困難面前,也要看到我們的長處,利用好現(xiàn)代化鋁熔煉與鋁加工裝備優(yōu)勢,與美、俄等先進國家的同行開展技術(shù)合作,吸收他們的工作經(jīng)驗和研發(fā)成果,實現(xiàn)"彎道超車",盡快實現(xiàn)國產(chǎn)大飛機所用鋁鋰合金材料的國產(chǎn)化.