為什么聽到鈦合金都覺得很牛，到底是一種什么樣的材料？

我們在一些(xie)電視節目(mu)或者網絡上(shang)，經(jing)常能看到介紹建造(zao)航(hang)母(mu)(mu)有(you)多(duo)么的(de)(de)燒錢，這是因為航(hang)母(mu)(mu)的(de)(de)建造(zao)需要涉及(ji)到很多(duo)技術領域(yu)和(he)相關(guan)的(de)(de)材(cai)料，所(suo)以(yi)說建造(zao)航(hang)母(mu)(mu)光有(you)錢還不夠，還需要有(you)強(qiang)大的(de)(de)工(gong)業基礎和(he)材(cai)料研發能力。

??曾經(jing)有(you)報道說航(hang)母(mu)甲(jia)板上一(yi)顆鉚(liu)釘就能換一(yi)輛轎車，可(ke)見有(you)多燒錢，這(zhe)種(zhong)鉚(liu)釘也不(bu)(bu)是普通的鉚(liu)釘，它是用鈦合(he)金材料制成的鉚(liu)釘，這(zhe)種(zhong)昂貴(gui)的鈦合(he)金鉚(liu)釘并不(bu)(bu)是滿甲(jia)板都是，也只有(you)在起落戰(zhan)斗機(ji)的地方才有(you)。

??因為戰斗機在起飛時會(hui)噴出超(chao)過1000攝氏度的高(gao)溫，這就(jiu)需要(yao)對甲(jia)板有耐高(gao)溫的要(yao)求，而對耐高(gao)溫材料的焊(han)接(jie)技術又不成熟(shu)，所(suo)以甲(jia)板之間的拼裝就(jiu)需要(yao)靠鈦(tai)合金(jin)鉚(liu)釘來完成。

??鈦(tai)合(he)(he)金(jin)是以鈦(tai)為基礎(chu)加入了(le)其(qi)它(ta)元素(su)組成的(de)合(he)(he)金(jin)，鈦(tai)合(he)(he)金(jin)材料具(ju)有質量輕，強度大，彈性小，耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)腐蝕等特點(dian)，主要(yao)用(yong)于航空發動(dong)機(ji)，火(huo)箭，導彈的(de)部件，（普通工業也會用(yong)到鈦(tai)，鈦(tai)的(de)等級也有很多(duo)，不同(tong)行(xing)業根據要(yao)求會選擇合(he)(he)適等級的(de)鈦(tai)。）

??鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)是比較年(nian)輕的(de)一種金(jin)(jin)屬，從被研發(fa)出來(lai)到現在(zai)也就六，七(qi)十年(nian)的(de)歷史，進入20世紀后傳統的(de)鋼鐵(tie)和鋁已經(jing)不能滿足航(hang)天航(hang)空(kong)，航(hang)海等領域的(de)需求，在(zai)1954年(nian)由美國公司(si)研發(fa)出了鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)材(cai)料。

??每當(dang)說起一個(ge)產品的材料(liao)采用了鈦(tai)合金時，就會吸(xi)引很多人的眼球，因為鈦(tai)合金這(zhe)(zhe)種材料(liao)特別(bie)的貴，在很多人眼中鈦(tai)合金都是(shi)高檔金屬材料(liao)的代名詞，這(zhe)(zhe)么(me)金貴的材料(liao)一般(ban)都是(shi)用在航空發動機上，它還是(shi)一些尖端(duan)武器裝(zhuang)備的理想材料(liao)。

??但事實(shi)上(shang)，組(zu)成鈦(tai)合金這種材料的主要金屬鈦(tai)并不稀(xi)有，在地球上(shang)鈦(tai)元素的含量(liang)占到地殼總質量(liang)的0.45%，僅次于鐵，鋁，鎂(mei)等金屬元素，目前已知的鈦(tai)礦物(wu)種類就(jiu)超過了140多(duo)種，儲量(liang)也是很豐(feng)富的。

??在(zai)自然界中鈦(tai)存在(zai)于鈦(tai)鐵礦和金紅石等礦物中，純鈦(tai)呈銀(yin)灰色，同時它也是(shi)一種輕質金屬(shu)，鈦(tai)的密度只有4.54克(ke)每(mei)立方厘米，熔點在(zai)1668攝(she)氏度，具有可塑性。

??而(er)真正讓(rang)鈦(tai)備受追(zhui)捧的(de)(de)(de)還是它本(ben)身具(ju)有的(de)(de)(de)特性，作為一種輕(qing)質(zhi)金屬，在(zai)所(suo)有元素(su)中，鈦(tai)的(de)(de)(de)重量與強度的(de)(de)(de)比(bi)(bi)例高(gao)，重量比(bi)(bi)鋼輕(qing)44%，但機械強度卻(que)與鋼差(cha)不多，比(bi)(bi)鋁(lv)強3倍，鈦(tai)擁有極(ji)強的(de)(de)(de)抗腐蝕(shi)能力，與鋁(lv)相似的(de)(de)(de)是鈦(tai)在(zai)常溫(wen)下(xia)表面(mian)也會覆蓋一層致密的(de)(de)(de)氧化(hua)膜(mo)。

??其無毒，無磁的(de)特點也(ye)很(hen)適合(he)于工業生(sheng)產，液態鈦(tai)幾(ji)乎可以與所有(you)金(jin)屬相溶，因此可以與多種金(jin)屬形成合(he)金(jin)，通過加入一定比例的(de)其它金(jin)屬元素，可以讓冶煉出來的(de)鈦(tai)合(he)金(jin)在保證重量輕，強(qiang)度(du)大，耐腐蝕特性(xing)的(de)同時，還(huan)(huan)擁有(you)更(geng)大的(de)強(qiang)度(du)或者更(geng)強(qiang)的(de)耐高溫度(du)性(xing)能，甚至還(huan)(huan)擁有(you)記(ji)憶能力，鈦(tai)是與人體(ti)相容的(de)一種金(jin)屬，在醫(yi)學領域也(ye)有(you)使用，比如心臟(zang)支架，骨科鈦(tai)板等，日(ri)常生(sheng)活中(zhong)一些(xie)眼鏡框(kuang)，手表框(kuang)，還(huan)(huan)有(you)一些(xie)體(ti)育用品也(ye)會廣泛使用鈦(tai)合(he)金(jin)。

??這(zhe)就會(hui)涉及到金屬(shu)的冶(ye)煉(lian)(lian)技術(shu)，鈦(tai)(tai)(tai)合金對(dui)冶(ye)煉(lian)(lian)環境(jing)及其苛刻(ke)，鈦(tai)(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)條件下(xia)(xia)化學活性小，所(suo)以冶(ye)煉(lian)(lian)鈦(tai)(tai)(tai)合金必須要在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)下(xia)(xia)進行，一般情況下(xia)(xia)鈦(tai)(tai)(tai)合金冶(ye)煉(lian)(lian)溫(wen)度(du)要在(zai)(zai)(zai)800攝氏度(du)以上，并且還要在(zai)(zai)(zai)真(zhen)空(kong)的環境(jing)下(xia)(xia)操作，這(zhe)個冶(ye)煉(lian)(lian)環境(jing)相(xiang)對(dui)于(yu)鋼鐵(tie)等金屬(shu)要高很多，正所(suo)謂物以稀為(wei)貴，久而(er)久之(zhi)鈦(tai)(tai)(tai)合金就成了所(suo)謂的稀有金屬(shu)，這(zhe)就導致了它的價格居高不下(xia)(xia)。

??雖然(ran)鈦合(he)金的(de)(de)產(chan)量低價(jia)格貴，但并不代表用(yong)(yong)得少，特別是各(ge)國在一些尖(jian)端武(wu)器裝備和國之重器上對鈦合(he)金的(de)(de)使用(yong)(yong)也(ye)是很豪放的(de)(de)，據透露，中國殲-20使用(yong)(yong)的(de)(de)鈦合(he)金大約占機(ji)身重量的(de)(de)20%，這些鈦合(he)金主要用(yong)(yong)于機(ji)身的(de)(de)結構(gou)材料。

??目前(qian)鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)材料在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天工業中應用是較多的(de)，所以也(ye)將鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)叫(jiao)作“空(kong)間金(jin)(jin)屬”，它(ta)重量輕，強度大又耐(nai)高(gao)溫(wen)，特別適合(he)(he)(he)制造航(hang)空(kong)航(hang)天器(qi)，很多以前(qian)使用鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)部(bu)件(jian)都改用了鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。

??隨著(zhu)技術(shu)的發(fa)展，現在飛(fei)機(ji)的航速(su)(su)(su)時(shi)是(shi)音速(su)(su)(su)的3倍(bei)以(yi)上，這么快(kuai)的超音速(su)(su)(su)飛(fei)行(xing)，會使飛(fei)機(ji)與(yu)空氣摩擦而產生大量(liang)的熱(re)，一般當飛(fei)行(xing)速(su)(su)(su)度(du)(du)達(da)到(dao)音速(su)(su)(su)2倍(bei)以(yi)下時(shi)機(ji)身用鋁合金(jin)就可以(yi)了(le)，當飛(fei)行(xing)速(su)(su)(su)度(du)(du)達(da)到(dao)音速(su)(su)(su)的2倍(bei)以(yi)上時(shi)，鋁合金(jin)就經受不住了(le)，就必須采用耐高溫(wen)和性能更(geng)好的鈦合金(jin)，當飛(fei)行(xing)速(su)(su)(su)度(du)(du)超過音速(su)(su)(su)的3倍(bei)時(shi)，機(ji)身就要使用更(geng)多的鈦合金(jin)。

??一些(xie)攻擊核潛艇的(de)內壓(ya)艇殼，魚(yu)雷(lei)艙等部(bu)件(jian)都是(shi)用鈦(tai)合(he)金打造(zao)，鈦(tai)合(he)金材料(liao)(liao)無磁(ci)，耐(nai)腐蝕(shi)，強度極高(gao)，可以有效的(de)抵(di)抗炸彈(dan)的(de)沖擊波，還有就(jiu)是(shi)能(neng)夠下潛得更深，例如我國“蛟龍號”載人(ren)艙就(jiu)使用了鈦(tai)合(he)金材料(liao)(liao)，能(neng)夠下潛到7000多米(mi)的(de)深海，這(zhe)就(jiu)相當于(yu)每平方米(mi)要承受7000噸的(de)壓(ya)力(li)，壓(ya)力(li)大得驚人(ren)啊。

??現在各國除了(le)在航空，火箭發(fa)動機(ji)，潛艇，戰機(ji)等高精尖設備上大(da)量使用鈦(tai)合金(jin)外(wai)，在常規(gui)或(huo)者單兵裝(zhuang)備上也廣泛使用鈦(tai)合金(jin)，例如榴彈(dan)炮，防彈(dan)頭盔等。