全球金融危机的阴霾还没有褪去，当全世界的航空制造企业还在挣扎着想跳出现在的格局、脱离危机大雾笼罩的时候，巴黎航空展已盛大登场，各航空企业都争相“竞艳”，使出浑身解数亮出各家绝技。

　　但是，支撑这些航空制造业巨头在展会上大展拳脚的是先进的金属加工制造技术和机床工具设备。今天，世界航空航天制造业不仅是制造技术的竞争，也是机床工具企业的竞争。航空航天制造中涉及到的各种特种材料，没有先进的机床工具为基础，也就没有现在世界航空业的进步和发展。那么，现在航空航天制造中主要应用到的材料有哪些？材料的特点与其他行业的性能有什么区别？金属加工中所用的刀具、机床与一般金属加工有什么差异？为此，我们有幸请到了在航空航天制造中专门从事金属切削、设备维修和材料应用研究等方面的一线工程师，论“剑”金属加工。

　　矛未出 盾先示

　　航空航天制造中所用的材料到底和普通行业中的材料有什么区别？这些材料有什么样的性能呢？

　　叶洪涛：不断提高对航空发动机性能指标的要求决定了其材料的发展趋势。

　　更高的推重比、更高的转速和涡轮前温度决定了其构成材料应该具备更轻的重量、更高的强度和耐高温性能。从国外航空发动机的研发情况看，航空发动中国金属加工在线版权所有机材料的应用趋势具有以下特点：①钛合金在发动机全部材料中所占的比重越来越大，钛合金与其他金属结构材料比较，具有比强度高、中温性能好和耐腐蚀等显着优点。钛合金的比重仅为合金钢的一半左右，而强度比铝要高得多。早期发动机上所大量使用的钢、铝制零部件已被钛合金所取代。低温转动零部件大部分为钛合金制成，原来出于成本考虑而采用的钢制机匣也改用钛合金来制造。②高温合金取代耐热中国金属加工在线版权所有钢成为高温零部件的主要材料。压气机高温部件、燃烧室部件、涡轮部件、喷口等基本上使用镍基和铁基高温合金。除了传统的锻造和铸造高温合金外，定向结晶高温合金、单晶高温合金和粉末冶金高温合金等也已在更大的范围内开始使用。③复合材料等的应用。外涵机匣等部位开始使用更轻的碳纤维复合材料代替原先的铝合金或钢材，以便更大程度上减轻整机重量。

　　张玉峰：不锈钢、高温合金以及铝镁合金是航天产品制造中所采用的主要材质，但在某些特殊部位用到的高温合金（包括Fe基、Ni基和Co基三种）与钛合金材料的加工最让人头痛。

　　高温合金和钛合金在540℃以上的高温状态下仍能保持中国金属加工在线版权所有很高的强韧性和低的导热性，被称为耐热“超强合金”。这些耐热“超强合金”在高温氧化气氛或燃气条件下能长期工作，能增加使用寿命和具有一些特殊的性能，现正被广泛应用于航空航天、电站以及汽轮机行业。

　　由于耐热“超强合金”的成分和组织的特性，其切削性能很差。行业内做了个比较，如果以45钢的切削性能作为基准1，那么Ni基高温合金的相对加工性仅为0.05～0.2；钛合金根据含碳量不同（含碳量＞0.2%时会形成硬的碳化物使切削性能下降），其相对加工性也仅为0.2～0.3。

　　耐热“超强合金”切削性能很差的原因主要为变形抗力大、加工温度高、加工硬化大等三个方面的主要因素。

　　盾既出 “剑”出鞘

　　既然在航空航天制造业中有这些先进材料的出现，就有我们相关的技术人员来破解这些难加工材料，使他们为我们的航空航天工业服务。

　　沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司杨金发和贺芳两位工程师在这些材料的加工上有独到的见解。

　　贺 芳：从金属加工的角度，按前面两位工程师所讲的趋势，以钛合金、高温合金等为代表的难加工材料的比例正在不断增加，传统的钢、铝等相对易加工材料的比例则相对减少。这使我们从事金属加工工艺的人员面临更为严峻的挑战。