管路系統(tǒng)是飛機的生命線，其性能好壞直接影響飛機的整體性能。如果把發(fā)動機比作飛機的心臟，那么形形色色的管路就像飛機的血管網(wǎng)，源源不斷地把各種營養(yǎng)輸送到飛機全身的各個角落。管路系統(tǒng)的可靠性和持久性是影響飛行安全、降低維修成本和滿足適航要求的重要因素，因此提高管路系統(tǒng)的技術(shù)水平對提高飛機性能是非常重要的。

鈦合金作為一種先進的輕量化結(jié)構(gòu)材料，具有優(yōu)異的綜合性能，其密度小，比強度高，疲勞強度和抗裂紋擴展能力好，抗蝕性能優(yōu)異，焊接性能良好等，因此在航空、航天、汽車、造船、能源等行業(yè)具有日益廣泛的應(yīng)用前景。鈦產(chǎn)量中約80%用于航空和航天工業(yè)。由于鈦合金管的研制和加工技術(shù)難度很大，加之鈦合金材料價格昂貴，使其在應(yīng)用方面受到限制，目前主要在工業(yè)耐腐蝕和船舶方面的應(yīng)用相對較廣，如海水裝置、核電、鹽堿行業(yè)以及艦船等。但國外，由于鈦合金管材的研制和配套應(yīng)用技術(shù)發(fā)展成熟，因此，鈦合金管材在發(fā)達國家的航空、航天等領(lǐng)域已有一定的應(yīng)用，如國外先進飛機的引氣管路、液壓管路、燃油管路等都廣泛采用了鈦合金管。而我國，由于鈦合金管材研制、彎曲及管接頭技術(shù)尚未完全成熟，鈦合金管在民用飛機和軍用飛機上均還未獲得廣泛應(yīng)用[12]。由于鈦合金管材的應(yīng)用涉及管材研制、彎曲成形、管端頭加工與連接等方面，因此，立坤鈦業(yè)結(jié)合鈦合金管材的研制技術(shù)、鈦合金管彎曲成形技術(shù)及鈦合金管端頭加工與連接技術(shù)等方面的國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，分析了鈦合金管材在我國飛機上的應(yīng)用情況及與國際先進水平的差距，并指出了鈦合金管材在我國飛機管路系統(tǒng)的應(yīng)用前景，從而為鈦合金管材在我國先進飛機上逐步的廣泛和成熟應(yīng)用提供指導(dǎo)。

在鈦合金管制造方面，世界各國一直致力于提高鈦合金管的可靠性和柔韌性，擴大產(chǎn)品系列。

造技術(shù)已比較成熟。對于低強度、低合金化的鈦及鈦合金無縫管制造均采用冷軋真空退火工藝，而管坯制備主要采用鉆孔擠壓和斜軋穿孔兩類工藝，其中鉆孔擠壓方法的金屬消耗量大，工藝廢料高達10%~15%，但管坯壁厚均勻；而采用斜軋穿孔方法的金屬消耗量小，工藝廢料為1%~3%，軋制變形的溫度、速度范圍較寬，道次變形量可達20%~90%，可減少加熱次數(shù)和鈦合金的氧化損失，提高成品率，但缺點是管坯厚度公差稍大。目前，斜軋穿孔是無縫管生產(chǎn)的主要方法。對中、高強鈦合金無縫管，則采用溫軋技術(shù)，即在軋管機上安裝感應(yīng)加熱裝置，一般溫度控制在再結(jié)晶溫度以下100℃左右。采用溫軋技術(shù)可生產(chǎn)中等規(guī)格的Gr5(Ti-6A 1-4V) 鈦合金管材 。另外， K.Srinivasan等[16]研究了采用開式模具擠壓商業(yè)純鈦管的可行性。結(jié)果表明，采用開式模反向擠壓制造純鈦管的質(zhì)量較高，消耗的潤滑劑少，且模具結(jié)構(gòu)較擠壓制管方式簡單，但這種方式只適用于比較短的管件的制造。

10年前， 美國RMI公司的R.W.Schutz就給出了一種高效率、低成本生產(chǎn)Gr5、Gr23、Gr29和Gr28無縫管的熱穿孔軋制工藝，所生產(chǎn)的無縫鈦管的直徑達610mm、壁厚達26mm、長度達12m，已被成功應(yīng)用于能源行業(yè)的地熱鹽井，深水海上鉆井升管、鉆桿等方面。

提高管材的性能和承載能力一直是鈦管研制領(lǐng)域的熱門課題，世界各鈦管生產(chǎn)制造商不斷提高鈦合金管的強度極限。在美國，通過采用去應(yīng)力退火方式已經(jīng)可以安全、可靠地實現(xiàn)860MPa級的高強鈦合金管Gr9的制造。雖然高強度有助于提高鈦管的抗拉、扭轉(zhuǎn)等能力，擴大其抗拉伸、耐高壓、復(fù)合疲勞等的適應(yīng)性，但強度提高的同時也會導(dǎo)致塑性、韌性降低，增大裂紋敏感性，并增加后續(xù)的彎曲、管端頭成形的難度。因此，隨著鈦管應(yīng)用的不斷擴大，除了材料強度以外，還應(yīng)更加關(guān)注鈦管性能的其他方面，包括塑性、韌性、疲勞壽命、顯微組織以及焊接性能等，以達到綜合性能的良好匹配。

由于鈦無縫管加工工序多、生產(chǎn)周期長、效率低、成本高，使得其應(yīng)用受到限制。而基于鈦帶軋制、焊接工藝為主的鈦焊管，由于材料利用率高、生產(chǎn)效率高，而且其擴管、彎曲性能也與無縫管幾乎無差別，所以國內(nèi)外鈦焊管的用量在逐年增加，各國也都在發(fā)展自己的鈦焊管生產(chǎn)體系，并在電站冷凝器中日益得到應(yīng)用。

表1為目前國外生產(chǎn)制造鈦合金管的主要廠家及產(chǎn)品情況。其中，90%左右的鈦管是材質(zhì)為工業(yè)純鈦(Grl和BT 1-0) 的無縫管和焊管， 其次是Gr 9(Ti-3Al-2.5V) 、Gr 5/BT 6(Ti-6Al-4V) 和I IT-7M(Ti-2Al-2.5Zr)等鈦合金無縫管。

表1 發(fā)達國家的鈦管生產(chǎn)情況

在低強、低合金化鈦合金無縫管制造方面，我國同樣采用冷軋真空退火工藝，該技術(shù)在我國已經(jīng)成熟。然而，由于受中、高強鈦合金管材冷變形能力的限制，必須采用溫軋技術(shù)，但目前我國的中、高強鈦合金管材溫軋生產(chǎn)技術(shù)尚不夠成熟，高強度鈦合金薄壁管TA18M(對應(yīng)Gr9)的研制目前尚處于探索試制階段。表2為國內(nèi)生產(chǎn)制造鈦合金管的主要廠家及其產(chǎn)品情況。

表2 我國的鈦管生產(chǎn)情況

另外，上海長隆金屬鈦材廠還探索出了自行車用Ti-3Al-2V無縫管和Ti-3Al-2.5V異型管生產(chǎn)工藝[2122〕。其中，常州法力諾長城焊管公司是法國VAL TIME T公司在中國投資的全資子公司， 其產(chǎn)品主要為焊管，經(jīng)過10年的發(fā)展，該企業(yè)已發(fā)展成為國內(nèi)焊接管材生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，占有國內(nèi)市場70%左右的份額。寶雞鈦業(yè)股份有限公司所生產(chǎn)的鈦及鈦合金管的外徑介于6mm~210mm，.壁厚介于0.5mm~12mm之間。由于寶雞鈦業(yè)股份有限公司還與常州法力諾長城焊管有限責任公司、法國VAL TIME T公司和美國Time t Asia公司合資組建了西安寶鈦美特法力諾焊管有限責任公司，因此該公司還具備生產(chǎn)鈦合金焊管的能力。西北有色金屬研究院下屬的西部鈦業(yè)股份有限公司所生產(chǎn)的鈦及鈦合金管的外徑介于3mm~130mm，壁厚介于0.2mm~4.5mm之間。江蘇宏寶集團有限公司所生產(chǎn)的鈦及鈦合金管的外徑介于6mm~159mm，壁厚介于0.5mm~15mm之間。

對比表1、表2可以看出，國內(nèi)在純鈦和中、低強度、低合金化的鈦及其合金管生產(chǎn)能力方面與發(fā)達國家相當，如表3所示。但國內(nèi)尚不能生產(chǎn)高強TA18M管(Gr 9) 。并且美國RMI生產(chǎn)的鈦及其合金管的長度可達6000ft~10000ft(1830m~3050m)，并可以線圈形式供貨，而國內(nèi)尚無法達到此水平。

表3 中國與美國和俄羅斯生產(chǎn)的鈦及其合金管牌號對比

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