鈦合金因密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕、耐高溫、無(wú)磁、可焊、使用溫度范圍寬(-269℃~600℃)等優(yōu)異性能，且能夠進(jìn)行各種零件成形、焊接和機(jī)械加工，在航空領(lǐng)域很快得到廣泛應(yīng)用。

1、軍用飛機(jī)

20世紀(jì)50年代初，軍機(jī)開始使用工業(yè)純鈦制造后機(jī)身的隔熱板、機(jī)尾罩、減速板等受力較小的結(jié)構(gòu)件。20世紀(jì)60年代，鈦合金進(jìn)一步應(yīng)用到飛機(jī)襟翼滑軌、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要受力結(jié)構(gòu)件中。以美國(guó)F14戰(zhàn)機(jī)為例，鈦合金占F14戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)構(gòu)重量的26%，使用鈦制成的組件包括機(jī)翼結(jié)構(gòu)、起落架部件、尾部結(jié)構(gòu)，以及小型緊固件、彈簧和液壓管等。

采用鈦合金作機(jī)身材料有多方面優(yōu)勢(shì)：

1）替代鋼和鎳基高溫合金可大大降低飛機(jī)質(zhì)量；

2）能夠滿足飛機(jī)強(qiáng)度要求，與鋁合金相比，60%左右質(zhì)量的鈦合金即可達(dá)到相同的強(qiáng)度。

3）耐腐蝕性良好，鈦合金不需要表面防腐涂層或者鍍膜。

4）與聚合物復(fù)合材料電化學(xué)相容性好。

5）限制空間內(nèi)滿足強(qiáng)度要求，例如，波音747的鈦合金起落架梁。軍用飛機(jī)方面，國(guó)外先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)用鈦量占機(jī)體結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的25%左右。美國(guó)F-35戰(zhàn)機(jī)鈦用量達(dá)27%，F(xiàn)-22戰(zhàn)機(jī)鈦用量高達(dá)41%，其機(jī)身主承力梁和框架采用鈦合金整體鍛造而成，創(chuàng)造了迄今為止戰(zhàn)斗機(jī)鈦用 量的最高紀(jì)錄。美國(guó)B1轟炸機(jī)和B2轟炸機(jī)鈦合金用量分別為21%和26%。美國(guó)運(yùn)輸機(jī)用鈦量也由早期服役的C5的6%增至C17的10.3%，俄羅斯伊爾76運(yùn)輸機(jī)用鈦量更是達(dá)到了12%。

2、民航飛機(jī)

民航飛機(jī)方面，由于復(fù)合材料的大量使用，與復(fù)合材料相容性更好的鈦合金用量也在逐步增長(zhǎng)?？湛惋w機(jī)鈦用量從第三代A320的4.5％增至第四代A340的6％，A380的用鈦量增加到了10％，而A350客機(jī)的鈦用量進(jìn)一步提高到14％左右；波音飛機(jī)用鈦量從最初波音707的0.5％逐漸增至波音747的4%，再到波音777的7％，波音787的用鈦量已提高到15%左右，基本與空客飛機(jī)保持同步。俄羅斯的新型客機(jī)MS21鈦合金用量占比高達(dá)25%，是目前民用運(yùn)輸機(jī)鈦用量的最高紀(jì)錄。

國(guó)內(nèi)方面，軍用殲擊機(jī)從初始用鈦量只有2%的殲8，逐漸增加至用鈦量為4%的殲10，殲11用鈦量增加到15%，殲20用鈦量達(dá)20%。大型軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)20的鈦合金用量為10%，與美國(guó)先進(jìn)的C-17運(yùn)輸機(jī)的鈦合金用量相當(dāng)。民用飛機(jī)上，商用客機(jī)ARJ21的鈦合金用量 4.8%，而C919大型客機(jī)廣泛采用鈦合金，其用鈦量已達(dá)到9.3%，主要用于機(jī)頭、吊掛、尾翼、外翼和中央翼盒等。

3、應(yīng)用材料

目前，在航空領(lǐng)域使用的鈦合金材料主要有TC4(美Ti-64合金)、TC18、TC21、TA15、TB6(美Ti-1023合金)等。Ti-64鈦合金是最早問世同時(shí)也是最經(jīng)典的鈦合金，其設(shè)計(jì)使用溫度最高可達(dá)350℃。Ti-64不僅具有耐高溫性，還具有十分優(yōu)良的塑性加工性能，在航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

TC18具有較大淬透性，適合制造大型鍛件。俄羅斯根據(jù)波音和空客等民機(jī)需求，在TC18合金基礎(chǔ)上開發(fā)了Ti-55531鈦合金。Ti-55531強(qiáng)度較高，而且具有優(yōu)越的淬透性和更寬的加工窗口，已在A380飛機(jī)吊掛接頭和起落架支柱等零件上使用。鑄造鈦合金方面，航空領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣、用量最多的鑄造鈦合金是ZTC4鈦合金。我國(guó)研制和生產(chǎn)的鈦合金鑄件中，ZTC4和ZTA15合金用量占80%。此外，國(guó)內(nèi)常用的鑄造鈦合金還有ZTC3和ZTC6。ZTC3、ZTC6和ZTA15是航材院根據(jù)航空工業(yè)發(fā)展需求研制或仿制的高溫鑄造鈦合金和高強(qiáng)鑄造鈦合金，在減輕飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)重量、滿足高溫和高載以及腐蝕環(huán)境要求、提高機(jī)體壽命等方面發(fā)揮重要作用。