航空器为什么能飞上天,能在空中翱翔?因为它有发动机,能为它提供动力,可是大多数人并不了解发动机是用什么材料制的。或认为是用钢制的,当然钢是必不可少的,但是除了钢,还用了铝合金、钛合金、复合材料和高温合金,同时,随着时间的推移与钛材性能的改进和价格的下降,在航空器发动机用材的占比中,钛的占比在逐年增大。同时,不同的国家,不同的公司,不同的机型,不同的发动机,用的钛材量也有较大差异。
喷气发动机是钛材的主要应用领域,美国普拉特-惠特尼公司(Pratt &Whitney)生产的发动机中,钛合金零部件净质量占其总质量的7%~18%,美国通用电气公司(GE)的J73喷气发动机中钛材占比为6%。美国J79发动机的17级转子原为不锈钢,后来的改进型将11级盘改用钛合金,在J79-8发动机中使用了20%的钛合金工件,可是在先前的J79-3发动机中钛合金零部件的质量仅占4%。
美国JT3D涡轮风扇发动机的低压压气机的风扇叶片及其隔板和风扇阀都是用Ti-6A1-4V合金制的。风扇叶片长406mm,比压气机叶片长2倍。JT9D风扇叶片长711mm,比压气机叶片长近10倍。JT9D涡轮风扇发动机的钛合金用量占质量的28%,约1.035t,其中,46块风扇叶片采用Ti-6AI-4V合金制造。低压压气机转子和11级高压压气机中的9级采用Ti-6AI-4V、Ti-8AI-1Mo-1V和Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金,后者可承受480℃,用了450kg,静子叶片采用Ti-5Al-2.5Sn合金。
英国、美国、德国、意大利和日本等国家制造的V2500型发动机重2.2t,钛材占31%。英国罗尔斯-罗伊斯公司(Rolls-Royce)制造的高压压气机3~6级使用的高抗蠕变合金IMI 550(Ti-4AI-4Mo-2Sn-0.5Si)合金,日本制造的发动机风扇和低压压气机用的是Ti-6AI-4V合金。