2015年国际TiAl合金研讨会在南京召开

近日，由北京科技大学林均品教授领衔，国内外TiAl（钛铝）金属间化合物权威人士共同组织举办的“2015年国际TiAl合金研讨会（Gamma Alloy Technology 2015）”在南京成功举行。来自美、德、英、法、俄罗斯等9个国家TiAl合金方向的同行专家共120余人参加了这次会议。

会议开幕式由我国TiAl合金方向的“973”计划首席科学家、北京科技大学大学新金属材料国家重点实验室副主任林均品教授主持，南京理工大学副校长王连军作开幕致辞。

GAT2015国际会议于南京举行

随后，林均品、德国GKSS研究所的资深研究员Fritz Appel博士、著名TiAl合金学者Young-Won Kim博士等人分别进行了特邀报告。林均品详细介绍了我国TiAl合金方向的“973”计划所取得的丰硕成果，并就TiAl合金的发展方向进行了展望。

会议主要由共16个特邀报告，33个专题报告，2场大会讨论以及18幅海报展示等组成，主要就TiAl合金的发展现状、存在的主要科学问题和将来的发展及应用趋势进行了深入细致的交流。重点讨论了TiAl合金的成分设计、组织调控、性能表征以及应用等一系列该领域最近的重大进展、面临的问题和障碍以及可能的解决方案，会议现场气氛热烈。

“973”首席科学家林均品教授作特邀报告

据了解，首届国际TiAl合金研讨会（Gamma Alloy Technology 2012）于2012年6月在中国北京举办，由Young-Won Kim和林均品担任大会主席，来自14个国家、74个单位的100多位知名专家、教授及企业研发人员参加此次会议。之后GAT 2013、GAT 2014分别在法国图卢兹和美国圣地亚哥举行。

目前，GAT系列会议已经形成分别在亚洲、欧洲和美国举行、每年定期召开的系列学术会议，是TiAl领域最高水平的学术会议。

此次会议是近四年来我国第二次举办国际TiAl大会。以林均品为首席科学家的TiAl合金“973”团队成员，在北京、南京召开的国际会议中纷纷亮相，与世界同行一起交流科研进展，探讨发展方向。

GAT2015与会代表合影留念

在会上，德国MTU航空发动机公司首席研究员Wilfried Smarsly博士宣布，法国空客公司已在A320飞机的PW1100G引擎上装配了TiAl合金，作为低压涡轮片，并进行了为时2.5小时的试飞且试飞成功。这对TiAl合金学界影响较大，自从2006年美国波音公司在其GEnx发动机上采用TiAl合金作为低压涡轮叶片后，这是又一家重量级航空公司在其飞机上对其进行应用。

TiAl合金973立项

TiAl是目前最有应用前景的一类金属间化合物。金属间化合物一般具有比重轻、熔点高、高温性能优越、耐烧蚀、耐腐蚀等特点，并基本可采用传统工艺进行制备和加工，被材料界认为是一类介于镍、钴基高温合金和先进陶瓷材料之间较理想的新型高温结构材料。

TiAl合金具有金属间化合物的一般特性外，同时低比重和高弹性模量的特点，使TiAl金属间化合物叶片的自振频率高于高温合金，有利于避免叶片因共振失效。该类合金的成形可采取类似于钛合金的精密铸造和接近于镍基高温合金的热机械加工。成为高温钛合金使用温度上限和高温合金下限区间减重的唯一候选材料。

追求轻质高强，一直也是航空、航天材料研究的主导方向。提升航空发动机标志性指标—推重比的技术途径是提高涡轮前温度和减少结构的重量，则必然需求更高使用温度、更低比重的新材料。以超燃冲压发动机为动力的航天高马赫数飞行器对发动机结构及蒙皮材料提出了更轻、更耐温的迫切要求。我国大飞机项目已经列入国家重大计划，下一代航空发动机推重比将达到更高，正在发展新型高速飞行器等。因此发展轻质高温结构材料成为航空航天发动机设计的迫切需求。

北京科技大学以陈国良院士为首的研究组提出的高Nb合金化成为提高TiAl金属间化合物使用温度的最佳途径。在此基础上发展的有我国自主知识产权的高温高Nb-TiAl合金，比普通TiAl合金使用温度高60-100℃、强度高300~500 MPa。高温抗氧化性能已达到涡轮盘用镍基高温合金水平。高Nb合金化代表了国内外TiAl合金的发展方向，引领了国际TiAl合金的发展。被TiAl 合金研究领域国际权威Y-W Kim教授肯定为发展高温高性能TiAl 合金的“首例”；在Nb提高抗氧化性和合金相关系两方面做出原始性贡献，高Nb-TiAl 合金具有“里程碑”发展意义。因此，在探索提高TiAl合金使用温度和高温TiAl合金基础成分-组织-性能关系上取得了重要进展。

2006年美国采用铸造TiAl合金应用于最新的波音787民用飞机的GEnx发动机，作低压涡轮后两级叶片，单个发动机减轻重量约200磅。这说明美国等发达国家在TiAl合金的工程化和应用基础研究中取得重大突破。这是TiAl合金最重要的应用，对航空发动机的减重意义重大，推动了全球新一轮的TiAl合金的研究和应用热潮。虽然国内在TiAl合金的研制方面与国际先进水平基本同步，在有些方向，如高Nb-TiAl合金，属于国际领先水平。但我国在TiAl合金产业化和应用上远远落后于美国和等发达国家。国内还没有形成真正工程化意义上的科学技术基础和应用，缺乏TiAl合金应用基础研究，没有形成TiAl合金完整的材料设计和制备加工技术支撑。

2010年，林均品作为首席科学家负责的973项目“轻质高温TiAl金属间化合物合金及其制备加工的科学技术基础”获得国家科技部正式立项。该项目以发展高推重比新一代航空发动机和航天发动机急需的轻质高温部件为应用背景，借鉴美国最近已经在先进航空发动机成功使用的轻质TiAl金属间化合物新合金的经验，选取有我国自主知识产权的高Nb-TiAl合金为研究对象。目前国内外研究都已承认我国的高Nb-TiAl是目前性能最好的TiAl合金，该973项目联合国内优秀的TiAl合金基础研究队伍（主要是大学）、研发和中试单位（主要是专业研究院）、生产企业组成紧密的联合体，发展拥有自主知识产权的工程合金及制备与成形加工技术，通过专利技术及各类材料产品的样件制备，推动其在我国航空、航天等工业领域的实际应用。

2015年是该973项目研究的最后一年，目前该项目已经取得了丰硕的研究成果。

德国MTU航空发动机公司首席研究员Wilfried Smarsly博士在2015年GAT国际会议会后表示，“中国的TiAl合金973研究团队，为我们展示了其在基础理论方面的重要进展，以及在制造技术方面的领先成果……”同时，Smarsly博士也表示，“接下来，全球TiAl合金的发展任务也很艰巨，主要是如何建立全球化的供给链条，从而降低TiAl合金部件的成本。”

随着TiAl合金在波音飞机和空客飞机上的应用，全球又将掀起新一轮的研究热潮和使用热潮。中国已经在TiAl合金的科研方面处于世界先进水平，所研制的高Nb-TiAl合金引领了世界TiAl合金研发的研发方向。但在TiAl合金部件的研制，以及建立全国化的乃至全球化的产业链条方面，还有待继续努力。未来TiAl合金在中国航空航天技术领域的早日应用，也将提高我国的发动机水平。