记者21日从南京理工大学获悉，该校材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队，在新型航空航天材料领域取得跨越性突破，发明目前世界上强度和塑性最高的钛铝单晶合金，相关成果于6月20日在《自然材料》上线发表。
在航空领域，有一代材料、一代航空发动机的说法。叶片是航空发动机最关键的核心部件，其承温能力直接决定发动机性能。美国GE公司采用钛铝合金代替普遍使用的镍基高温合金，制造GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片，单台发动机减重约400磅，节油20%，氮化物排放量减少80%，噪音降低50%，用于波音787飞机，2007年试飞成功，2009年投入商业运营，成为当时航空与材料领域轰动性的进展。镍基高温合金成本高，一个发动机叶片要几十万元，而钛铝合金成本较低，因此有很广的应用前景。作为航空材料的钛铝合金为全世界所瞩目，但目前使用温度在650-750摄氏度，因此无法在涡轮叶片上普遍使用。如何解决室温塑性和提高使用温度成为重大难题，20多年来都没有取得突破。
“室温塑性不够，容易产生裂纹。塑性上去后，抗蠕变性能又下去了，高温下容易变形。”陈光教授解释，团队发明的钛铝单晶合金可同时提高拉伸屈服强度和抗蠕变性能，其最小的蠕变速率和持久寿命均优于已成功应用于GEnx发动机的48822合金1-2个数量级，有望将钛铝合金的使用温度提至900摄氏度以上。“镍基高温合金的承温能力每提高25摄氏度-30摄氏度，即为一代新合金。钛铝单晶合金的承温能力一下子提高150摄氏度－250摄氏度以上，是引领国际的重大成果。”中科院院士、北京航空材料研究院曹春晓表示。陈光教授说，尽管钛铝单晶合金突破高温使用的瓶颈，但离实际应用估计还有5年-10年。（杨频萍）
◎内容来源：新华日报
