|
& @8 O7 K0 j8 F' S
随着科研实力的不断提高，我国已经掌握了钛合金技术。钛合金属于一种金属材质，是发展各项产业中必不可少的物质。钛合金技术要比铝合金技术还要难掌握，虽然一路走来十分艰辛，也有很多困难，但这些都没能阻止我国前进的步伐。现在我国的钛合金技术已经成熟，并且运用在航天领域、3D打印、潜水设备、医用领域当中。 ) ^. H3 i1 {3 q2 w' z2 b
2 m- v# j0 ] c+ q9 ~- b: R
# W* K( S V% h' Z( S 钛合金
3 @) D7 n# z5 w8 A5 R* ~ ^- r1 f& a- ~! n+ M' p0 y
目前，我国的钛合金技术已经远超欧美国家，也打造出不少新式的产品。小编也想好好地给大家聊一聊钛合金技术的前世今生。 # a, F$ `, e, ~2 C) ^# p- C+ N
钛合金有多难掌握 " Q) c. E2 k* C/ n+ ^
钛是一种金属物质，而钛合金就是由多种钛加工组合在一起的合金金属。我国钛储量也是世界第一。钛合金的密度小、耐高温、抗腐蚀性强，是一种新型的很有发展潜力的结构材料。钛合金不仅强度高，硬度也高，其次就是弹性模量低，还可以在高温下保持良好的机械性能。它的耐热性要比铝合金、铜合金还要更甚一筹。钛只有在500℃的高温下才会产生变化，它的表面会出现一层薄薄的氧化钛膜，这层膜可以很好地保护钛合金不受腐蚀。 $ Y4 w" ]- V+ [$ v
+ O% V; g8 R5 b6 G; P, B F3 F
由于钛合金强度高，硬度大，所以在进行加工的时候，使用的加工设备也必须拥有很高的硬度，可以采用切削、磨削、挤压、锻压、铸造等工艺手段。钛合金的加工也十分复杂，以切削加工为例，在切削的时候，会先切削成小块钛合金，因为每块钛合金中的热量都不容易消散，而且这些热量会聚集在切削刃周围，大量的聚集让切削的温度升高，因此钛合金切削的温度要比其他金属物质的切削温度还要高。由于钛合金含有特殊的化学性质，在高温中很难进行切削，因为很容易受到空气中的其他不明元素的影响，会让钛合金表面变得很硬，还会损坏切削材料，严重的情况还会导致切削刀刃破裂。 * r( y' y2 U2 q( F5 ?6 O8 K$ i
$ M9 Q, l2 u4 [, o
0 P% g3 J1 o5 W 切削工艺 8 a( @! B8 x C. m
" ~, K9 o' l9 F5 ?- Y: i
钛合金需要极其复杂的加工工艺才可以完成，特别是成块的钛合金更是少之又少。焊接钛合金就是一项艰难的小任务，钛合金在焊接的时候特别容易产生熔点高的氧化膜，这种氧化膜的还具有吸附能力，能够吸附大量的水分。而且，在焊接的过程中也很容易产生渣块，还会出现气孔或者熔合不成功的事情。就像我国的奋斗者号这样大型的机器设备，也是采用了钛合金材料，因此将它们焊接在一起就需要花费大量的时间。此外，还得考虑到焊接过程中会与空气中的其他气体发生反应，从而出现裂纹，气孔等，所以制造钛合金是一项充满挑战的事情。
4 D& X! D# b/ x' I5 _! i* F8 Y' ]( x * z6 N4 I; x( N
# l5 Y2 j6 r& b; h* [ 焊接 5 B$ `4 w7 e. W4 r5 A$ ]
4 w* W( W4 f2 X% N0 m
不过，目前我国的钛合金技术已经成熟，在航空航天建设中的作用十分突出，就连制造火箭、制造导弹中都会有钛合金。钛合金的强硬度已经远远超越了铝合金、铜合金等其他合金金属物质。因为钛合金耐高温，所以在飞机的发动机里也使用了钛合金材质，有了钛合金的出现，就算发动机产生较大的热量也不会出现机器事故，因为钛合金可以在500°的高温下保持正常运作，因此钛合金正好适用于飞行器上面。 7 ^- n& B0 Y# w2 {# T1 ?# a8 K; r
6 ^) A0 Z3 p" ]5 ~# O
* ^" A* B' ~& w* k! T7 N 飞机发动机 & L5 n& ?" @# E% v/ ?% B
0 G9 p5 W, @: r. F# |4 W8 x" w5 v' t 许多金属材质都会接受浸泡的考验，但往往禁不住长时间的考验，时间一长都会出现生锈的现象。但钛合金就完全没有这样的情况发生。用钛合金制造的深潜器，就可以在水下完成工作任务。其抗蚀性远胜于不锈钢的材料，我的奋斗者号潜水艇就采用了这种钛合金。 ' ^4 b7 M* w! E/ V: U
我国钛合金的使用
1 ~( ?( E/ `% K8 y4 ^ 早期虽然我国拥有丰富的钛和钛合金技术，但是在技术水平上还是不太先进，就连打造潜水艇采用的钛合金技术也是从国外学来的。但是，现在不管是潜水还是航天等各个行业中，需要使用的钛合金技术都是我国自己的。有了钛合金的出现，让我国航天事业和潜水事业发展得越来越好。现在我国钛合金技术中的低温钛合金研发和应用处于世界领先水平。而且我们的钛合金材质已经可以很好地满足航天飞行器的各种需求。 ; w+ _3 i Q: R4 X
6 y/ }7 }, w3 z9 Y
/ Q6 i5 u' t' p. l' P$ n+ ] 歼20 ! C( Q* @: a7 G7 \3 p
- A' P4 j1 M0 F) o6 _8 |2 h7 W3 c! A: b
目前，钛合金被广泛地应用在各个领域。钛合金技术可以分为真空冶炼，等温锻造和冷成型技术，最后还要进行表面处理。因此，得到的钛合金成品价格通常比较昂贵，不过慢工出细活，贵也有贵的道理。在我国拥有的自然资源中钛并不是一个稀有物种，我国的钛资源总量9.65亿吨，居世界之首，占世界探明储量的38.85%。而我国的钛合金技术是经过漫长的学习和多次实验结果，才总结出现在这样成熟并且先进的钛合金技术。 , O, _2 g5 S5 b9 g: c
6 B- ~' E$ R/ `- _, m
1 f2 ?# ]) k# u7 \$ N 钛制造
4 ~9 w. p! p8 q- N+ P 0 P; Y/ O; V- k9 X
现在我国已经完全掌握了钛合金技术，现在我国正在过渡到创新与防治相结合的新阶段。钛合金不管是面临高温还是低温的情况，都可以迎刃而解。其中：奋斗者深潜器、战斗机歼20、战斗机歼30以及3D打印等各种领域行业，都采用了钛合金技术，而且用的还是我们自己的钛合金和钛合金制造技术。
* P$ x) D6 ?) ?/ B% q4 }$ X: w/ \
9 I% j% k8 n9 I; n7 @7 ~$ w
0 }7 h9 [! t; u0 [2 B 奋斗者号深潜器
4 V3 @( T5 Q' w9 F: b3 t% k# o
9 I& D6 L+ _- q/ C' s 文章中也介绍过钛耐高温、韧性强，不过它还有最重要的一个特点就是无毒无害。因此在医学领域也采用了钛合金，并且融合了3D打印技术，这是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。通过3D打印技术打印出来的骨头，可以用在骨科辅助手术中或者骨置换体中，3D打印出来的骨头就跟人骨几乎是一模一样，根本看不出有什么区别。
+ g6 K, K# v' b: x ( Q) J% i9 F1 j9 J2 l3 A
0 D3 f$ \# T% m( G 3D打印
4 @8 w% J7 ]8 g* c9 @5 I f , t! Y5 k/ l8 y I8 H$ D
我国的钛合金加工技术，是一步一个脚步走出来的，虽然经历了漫长的发展道路，但是发展结果还是令人骄傲的。 + i: W. }1 I3 @( T
总结
' u0 M* k1 c5 Q( M& }, H+ d 钛合金现在不仅是航空航天技术需要的，还是医疗、军事领域所需要的，有着广阔的发展前景。
3 O# E! p9 Z! B+ ?3 \! o9 n
K, ]3 ^" B, q6 _4 Z6 a
; B7 I+ Z4 v8 \3 Q6 Z1 S* H z; @0 G: W) U# W
7 G3 N7 e# L/ h4 H- [! }9 s
| 
